Дипломная (вкр): Реконструкция внешнего электроснабжения организации

Реконструкция внешнего электроснабжения организации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Рубцовский индустриальный институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»

Факультет (институт) заочной формы обучения

Кафедра Электроэнергетики

Направление 140400 «Электроэнергетика и электротехника»

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

БР 13.03.02.24.000 ПЗ

Реконструкция внешнего электроснабжения организации

Студент группы ЭиЭ - 12 Линцов Евгений Игоревич

Руководитель работы И.С. Грищук

Консультант охрана труда и защита окружающей среды

Г.В. Плеханов

Консультант экономическая часть

А.Н. Татарникова

РУБЦОВСК 2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Общая характеристика системы электроснабжения организации

2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение расчётных нагрузок

2.1.1 Выбор количества и мощности силовых трансформаторов

2.2 Выбор электрооборудования

2.2.1 Расчёт токов короткого замыкания

2.2.2 Выбор электрических схем первичных соединений подстанции

2.2.3 Выбор коммутационной аппаратуры

2.2.4 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

2.2.5 Выбор и проверка сборных шин

2.2.6 Система собственных нужд подстанции

3 ОХРАНА ТРУДА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

3.1 Требования к электротехническому персоналу

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Технико-экономический расчёт

Заключение

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1    Общая характеристика системы электроснабжения организации

Системы электроснабжения являются сложными объектами, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются непрерывность производства, быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. В системе электроснабжения осуществляется единый процесс производства, передачи, преобразования, распределения и потребления электрической энергии.

Федеральное государственное бюджетное учреждение Рубцовский индустриальный институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им И.И. Ползунова (далее РИИ) находится в городе Рубцовске Алтайского края по адресу ул. Тракторная, 2/6. Институт состоит из пяти четырехэтажный учебных корпусов, студенческого общежития на 150 человек и отдельно стоящего спортивного комплекса. На территории института также находятся гаражи и склады.

Электроснабжение Рубцовского индустриального института осуществляется от от двухтрансформаторной подстанции ТП-117 6/0,4 кВ с трансформаторами мощностью 400 кВА по существующим кабельным линиям проложенным в земле в траншеях до вводных распределительных устройств.

По надежности электроснабжения согласно ПУЭ учебные корпуса А,Б,В,Г,Д и общежитие института относятся ко II категории. Столовая, спортивный комплекс, склады и гараж относятся к III категории.

Напряжение в точке подключения 380 В.

Конечной целью работы является разработка схемы электроснабжения, обеспечивающей экономичное, бесперебойное и качественное снабжение электроэнергией.

2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1    Определение расчётных нагрузок

Для начала проектирования системы электроснабжения необходимо определить расчетные электрические нагрузок.

Электрической нагрузкой называют мощность, потребляемую электроустановкой в установленный момент времени. Правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором для всего последующего расчета и выбора элементов системы электроснабжения.

Электроосветительная нагрузка имеет максимум в вечерние часы, в осенние и зимние месяцы. Мощность, потребляемая электродвигателями, в различные часы суток меняется в зависимости от загрузки двигателей приводимыми станками и машинами, от числа смен режима рабочего дня на предприятии. Мощность, потребляемая бытовыми приборами и устройствами, также меняется в зависимости от времени суток, дней недели и сезона года.

Полная расчётная мощность одной отходящей линии определяется по формуле:

, (2.1)

где  - максимальный ток каждой отходящей линии;

 - номинальное среднее напряжение на стороне НН и СН, определяется из исходных данных.

.

Активная мощность одной отходящей линии находим по формуле:

, (2.2)

где  - коэффициент мощности, для данной подстанции,

.

.

Полная мощность отходящих линий определяется:

; (2.3)

где n=11

.

Активная мощность отходящих линий определяется:

; (2.4)

где n=11

.

Полная расчетная мощность определяется:

, (2.5)

где - коэффициент несовпадения максимума нагрузки, определяется из таблицы 2.2.

Таблица 2.2 - Коэффициент несовпадения максимума нагрузки потребителей

.

2.1.1 Выбор количества и мощности силовых трансформаторов

Согласно требованиям ПУЭ для электроснабжения потребителей I и II категории на подстанции рекомендуется устанавливать два и более трансформаторов. Для потребителей III категории возможна установка одного трансформатора.

Потребители проектируемой подстанции в основном I и II категории.

Выбор мощности силовых трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки подстанции , количества трансформаторов N и возможности обеспечения потребностей в послеаварийном режиме.

Выбор трансформаторов производится согласно новых требований по методике [6].

Исходными данными для выбора трансформаторов являются суточные графики нагрузки новых подстанций для характерных дней зимнего и летнего периодов, сезонные эквивалентные температуры охлаждающего воздуха.

Таблица 2.3 -Зимние суточные часовые графики активной и реактивной мощности

Таблица 2.4 -Летние суточные часовые графики активной и реактивной мощности

При отключении одного из двух трансформаторов всю нагрузку должен нести оставшийся в работе трансформатор, при этом часть времени суток этот трансформатор будет работать с перегрузкой. Длительность перегрузки может быть определена из эквивалентного по потерям двухступенчатого графика нагрузки. Построим график нагрузки трансформатора в зимние и летние характерные дни. Используем формулу:

 (2.6)

В результате, получим графики, приведенные в табл. и на рис. 2.1 и 2.2. Там же отмечены среднесуточные значения нагрузки.

Для зимнего графика

Средняя нагрузка характерных зимних суток подстанции 10510,03 кВА.

Это график нагрузки с одним вечерним максимумом.

Выделим продолжительность ступени К2 для значений нагрузки, больших средней в период утреннего максимума.. Это 13 часов. Построим двухступенчатый график для К2 = Smax = 11990 кВА, а К1 как среднеквадратическое значение оставшейся нагрузки. Оно равно K1 = 8570 кВА.

Соотношение a + b = c + d: a + b = 1500 кВА; с + d = 1450 кВА.

Таким образом, эквивалентный график нагрузки ПС для зимнего характерного дня имеет большую ступень с мощностью 11990 кВА и продолжительностью 15 часов.

Рис.2.1- Графики активной, реактивной, полной мощности характерного зимнего дня

Для летнего графика

Средняя нагрузка характерных летних суток подстанции 8558,3 кВА.

Это график нагрузки с одним максимумом.

Выделим продолжительность ступени К2 для значений нагрузки, больших средней в период вечернего максимума.. Это 12 часов. Построим двухступенчатый график для К2 = Smax = 10225 кBA, a K1 как среднеквадратическое значение оставшейся нагрузки. Оно равно К1 =6805 кВА.

Соотношение a + b = c + d: а + b =1480 кВА; c + d = 1500 кВА.

Таким образом, эквивалентный график нагрузки ПС для летнего характерного дня имеет большую ступень с мощностью 10225 кВА и продолжительностью 14 часов.

Рис.2.2 - Графики активной, реактивной, полной мощности характерного летнего дня

По табл. 13. для эквивалентных температур зимнего -20 °С и летнего +20 °С и вида охлаждения трансформаторов:

Д (ON) коэффициенты перегрузки, соответственно 1,5 и 1,3;

По формуле для двух трансформаторов S.

 (2.7)

при максимуме нагрузки зимой S = 11990 кВА и летом S = 10225 кВА определяем ориентировочную мощность трансформатора для зимнего и летнего дней. Имеем значения:

для Д (ON), соответственно 7,99 и 7,87 МВА;

Наименьшая подходящая номинальная мощность трансформатора 10 МВА.

 (2.8)

где  - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, рекомендуемый,

=0,65 - 0,75.

Определяем мощность трансформаторов для двух - и трехтрансформаторной подстанций.

На основании полученных расчетных величин, заданных значений напряжения, а также с учетом частичного или полного отключения потребителей III категории выбираю трансформаторы трехобмоточные по [6].