Курсовой проект (колледж) - Проектирование электроснабжения узловой распределительной подстанции

Содержание.docx

1 Характеристика узловой распределительной подстанции электрических нагрузок и его технологического процесса
2 Классификация помещений по взрыво- пожаро-
Расчетно-конструкторская часть
1 Выбор схемы электроснабжения
2 Расчет электрических нагрузок узловой распределительной
3 Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
4 Расчёт и выбор компенсирующего устройства
5 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
6 Расчет заземляющего устройства электроустановок
7 Принципиальная электрическая схема нагревателя трансформаторного масла
Охрана труда и окружающей среды
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Основная часть.docx

1 Характеристика узловой распределительной подстанции электрических нагрузок и её технологического процесса5
2 Классификация помещений по взрыво- пожаро-
электробезопасности8
1 Выбор схемы электроснабжения13
2 Расчет электрических нагрузок объекта электроснабжения16
3Выбор числа и мощности питающих трансформаторов21
4 Расчёт и выбор компенсирующего устройства25
5 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения27
6 Расчет заземляющего устройства электроустановок30
7 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1000В.Основные и дополнительные средства защиты в электроустановках до 1000В32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ38
Создание энергосистем и объединение их между собой на огромных территориях стало основным направлением развития 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 надежное электроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждой станции как по мощности так и по распределительной сети.
Известно что объединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленную мощность в основном за счет разновременности наступления максимумов электрической нагрузки объединения включая и поясной сдвиг во времени сокращения необходимых резервов мощности вследствие малой вероятности одновременной крупной аварии во всех объединяемых системах.
Кроме того строительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и увеличения дешевой мощности на ГЭС используемой только в переменной части суточного графика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций.
Но главным преимуществом энергообъединения является возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихся условий. Дополнительное электросетевое строительство связанное с созданием 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 объединенная работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное надежное и качественное электроснабжение потребителей.
Однако параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих систем управления 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
Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) СНиП и другими руководящими документами. Под электрооборудованием промышленных предприятий
Техническое устройство или комплекс технических устройств которые преобразуют электрическую энергию в полезный продукт.
В цехах предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны с помощью которых производится подъем и перемещение больших заготовок а так же готовой продукции.
Целью курсового проекта является произвести расчеты по проектированию системы электроснабжения узловой распределительной подстанции.
1 Характеристика узловой распределительной подстанции электрических нагрузок и ее технологического процесса
Узловая распределительная подстанция (УРП) предназначена для связи напряжений трех классов: 220 110 и 10кВ. Она состоит из двух автотрансформаторов типа АТДЦТН - 12500022011010. На стороне высокого напряжения (ВН) установлено по четыре выключателя ВН типаУ-220 на стороне среднего напряжения (СН) по 5 выключателей СН типаУ-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 объеденный 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 надежности ЭСН относятся к 1 категории.
Количество рабочих смен - 3. Грунт в районе цеха - супесь с температурой + 12 градусов Цельсия. Территория УРП имеет ограждение из блоков – секций длиной 8 и 6 метров каждый.
Размеры узловой распределительной подстанции А × В = 48 × 30 метра. Все помещения закрытого типа и имеют высоту 36 метров.
Рисунок 1.1 План расположения помещений узловой распределительной подстанции
В состав оборудования узловой распределительной подстанциивходят следующие электроприемники:
Перечень электрооборудованияузловой распределительной подстанции дан в таблице 1.1
Наименование электрооборудования
Трансформаторы собственных нужд
Компрессорные установки
Зарядно-подзарядные агрегаты АБ типа ВАЗП
Синхронные компенсаторы
Электронагреватели для выключателей и приводов типа У - 220 У – 110
Электронагреватель шкафов КРУ-10
Электронагреватели трансформаторногомасла
Насосы систем охлаждения АТ
Отопление вентиляция и освещение ЗРУ-10
Отопление вентиляция и освещение ОПУ
Наружное освещение ОРУ-220 ОРУ-110
Таблица 1.1 Перечень электрооборудованияузловой распределительной подстанции
Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения.
Все электроприемники по надежности электроснабжения разделяются на три категории.
ЭлектроприемникиI 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. Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей взрывов пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.
Согласно ПУЭ электроприемникиII категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.
ЭлектроприемникиIII 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 1 суток. Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникамII и III категорий.
Потребители собственных нужд (СН) получают электроснабжения от трансформаторов собственных нужд (ТСН) и по надежности электроснабжения относятся к I категории.
2 Классификация помещений по взрыво- пожаро-
Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны в соответствии с которым производится выбор электрооборудования определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.
При определении взрывоопасных зон принимается что:
а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения;
б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным если нет других факторов создающих в нем взрывоопасность;
в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами.
Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей а также время образования паровоздушной смеси определяются в соответствии с «Указаниями по определению категории производств по взрывной взрывопожарной и пожарной опасности» утвержденными в установленном порядке.
В помещениях с производствами категорий А Б и Е электрооборудование должно удовлетворять требованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов. Зоны взрывоопасности: В- В-а В-б В-г В- В – а.
Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.
Зоны пожара опасности: П-I П-II П-IIа П–II.
В электромеханическом цехе встречаются помещения следующих классов:
Зоны класса П–I — зоны расположенные в помещениях в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61.
Зоны класса П–IIа — зоны расположенные в помещениях в которых обращаются твердые горючие вещества.
Классификация помещений по электробезопасности. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:
) помещения без повышенной опасности в которых отсутствуют условия создающие повышенную или особую опасность.
) помещения с повышенной опасностью характеризующиеся наличием одного из следующих условий создающих повышенную опасность:
сыростьилитокопроводящаяпыль;
токопроводящиё полы (металлические земляные железобетонные кирпичные и т. П.);
возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий имеющим соединение с землей технологическим аппаратам механизмам и т. П. с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям) с другой;
) особо опасные помещения характеризующиеся наличием одного из следующих условий создающих особую опасность:
химически активная или органическая среда;
одновременно два или более условий повышенной опасности.
Данные по узловой распределительной подстанции приведены в (таблица 2)
Наименованиепомещений
Таблица 1.2 Данные помещений по взрыво- пожаро-электробезопасности узловой распределительной подстанции
1 Выбор схемы электроснабжения
Для питания установок электрического освещения преимущественно применяют сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380220 В. Сети с изолированной нейтралью напряжением 220.Постоянный ток применяют для резервного питания особо ответственных установок электроосвещения и специальных электроустановок.
Напряжение 660 В внедряемое в настоящее время для питания силовых электроприемников на предприятиях некоторых отраслей промышленности для освещения по ряду причин пока не применяется; для светильников местного освещения в частности поставляемого комплектно со станками начинают использовать напряжение 24 В (для люминесцентных ламп — 110 В).
Напряжение выпускаемых отечественной промышленностью ламп в основном не превышает 220 В но уже применяются ксеноновые лампы типа ДКсТ мощностью более 20 кВт а также ряд других типов ламп (например ДРН-3000) рассчитанных на напряжение 380 В. Такое же напряжение вводится в некоторых люминесцентных светильниках что связано или со схемами их зажигания или с использованием корпусов светильников для про кладки двух- и трехфазных магистралей.
Снижение напряжения по отношению к номинальному у наиболее удаленных ламп не должно превышать следующих значений:
% — у ламп рабочего освещения промышленных и общественных зданий а также прожекторного освещения наружных установок;
% — у ламп рабочего освещения жилых зданий наружного освещения осуществляемого светильниками и аварийного освещения;
% — у ламп напряжением 12 40 В считая от выводов низшего напряжения понизительных трансформаторов.
Для зданий и сооружений вспомогательного характера удаленных от источника питания или питаемых от силовой сети а также для осветительных установок с малым годовым числом часов использования можно допустить и большее снижение напряжения при наличии соответствующих технико-экономических обоснований.
Для обеспечения надежной работы газоразрядных ламп напряжение на них не должно быть ниже 90 % номинального. Наибольшее напряжение у ламп должно быть не более 105 % номинального. При напряжении силовых приемников 380 В питание сетей освещения осуществляется как правило от трансформаторов 380220 В общих для силовой и осветительной нагрузок.
При любой системе питания (как от общих так и от осветительных трансформаторов) если имеются или ожидаются значительные отклонения напряжения рекомендуется применять стабилизаторы или ограничители напряжения особенно в установках с лампами накаливания.
Выделение самостоятельных осветительных трансформаторов необходимо и в тех случаях когда напряжение 380 В не может быть допущено по условиям электробезопасности (специальные электроустановки). При наличии технико-экономических обоснований не исключается выделение для освещения отдельных трансформаторов и при большой плотности осветительных нагрузок.
При напряжении силовых приемников 660В должен производиться обоснованный выбор между самостоятельными осветительными трансформаторами 380220 В питаемыми от сети высокого напряжения и промежуточными осветительными трансформаторами питаемыми через силовые трансформаторы. При напряжении светильников 380 В могут быть непосредственно использованы сети 660380 В.
Выбор рациональной схемы питания силовых и осветительных нагрузок промышленных предприятия зависит от следующих условий: территориального расположения потребителей относительно питающей подстанции или ввода а также относительно друг друга; величины установленной мощности отдельных электроприемников и требований к надежности электроснабжения. Выбранная схема должна обеспечивать простоту и удобство эксплуатации минимум потерь электроэнергии экономию и возможно меньше капитальных затрат.
Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства до силовых пунктов и распределительные к которым присоединяются электроприемники. Питающие и распределительные сети могут быть выполнены по радиальной магистральной и смешанной схемам.
Радиальная схема питания применяется в тех случаях когда в цехе предприятия стационарно установлены относительно мощные электроприемники например электроприводы компрессорных и насосных установок или когда мелкие по мощности электроприемники распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на отдельных участках.
Достоинство радиальной схемы питания заключается в высокой надежности электроснабжения и удобстве эксплуатации. При повреждении проводов или коротком замыкании прекращают работу один или несколько электроприемников подключаемых к поврежденной линии в то время как остальные продолжают нормальную работу.
К числу недостатков радиальной схемы относятся: большое число питающих линий к электроприемникам; увеличенная протяженность сети а следовательно перерасход цветного металла и дополнительные капитальные затраты; увеличенное число коммутационных и защитных аппаратов установленных на распределительном щите что ведет к увеличению числа панелей щита и его габаритов. Ограниченная гибкость сети при перемещении ЭП вызванных изменением технологического процесса.
При магистральной схеме питающие магистрали присоединяются к распределительным щитам вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанции или непосредственно к трансформаторам по схеме блока трансформатор-магистраль. Дальнейшее распределение энергии производится распределительными магистралями присоединенными к главной магистрали с помощью коммутационных и защитных аппаратов.
Достоинства магистральной схемы питания заключается в сравнительно небольшом количестве отходящих линий сокращении габаритов распределительных устройств; благодаряприменения схемы блока трансформатор-магистраль монтаж токопроводов может вести индивидуальным методом.Обычно эти две схемы питания применяются редко и сеть выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от их места расположения характеристики производства и условий окружающей среды.
Для узловой распределительной подстанции мы выбираем радиальнуюсхемуэлектроснабжения так как в ней имеются насосные и компрессорные установки.
Рисунок 2.1 Радиальная схема УРП
2 Расчет электрических нагрузок узловой распределительной
Расчет электрических нагрузок группы электроприемников.Расчеты ведутся методом коэффициента максимума- это основной метод расчета электрических нагрузок который сводится к определению максимальных (Pм Qм Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.
где- максимальная активная нагрузка кВт;
- максимальная реактивная нагрузка квар;
- максимальная полная нагрузка кВ×А;
- коэффициент максимума активной нагрузки;
- коэффициент максимума реактивной нагрузки;
- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену кВт;
- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену квар.
где- коэффициент использования электроприемников определяется на
основании опыта эксплуатации по [8 стр. 26 таблица 1.5.1] ;
- номинальная активная групповая мощность приведенная к длительному
режиму без учета резервных электроприемников кВт;
tg- коэффициент реактивной мощности;
=F( определяется по [8 стр. 27 таблица 1.5.3]
По [8 стр. 26 таблица 1.5.2]находим рекомендуемые значения коэффициентов
- определяется по [8 стр. 26 таблица 1.5.2]
n- фактическое число электроприемников
m – показатель силовой сборки в группе:
где - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе.
В соответствии с практикой проектирования принимается = 11 при 10;= 1 при> 10.
Нагрузки электрооборудования на РП1
Так как выбранная схема узловой распределительной подстанции двухтрансформаторная то все нагрузки подключены к двум шинам двух секций связанных АВР.
Распределяем электроприемники по РП – 1 РП – 2 РП – 3 РП – 4.
К РП – 1 подключим следующие электроприемники:
15 – Насосы системы охлаждения АТ
13 – Электронагреватели трансформаторного масла.
- Зарядно-подзарядные агрегаты АБ типа ВАЗП
- Синхронные компенсаторы.
- Наружное освещение ОРУ-220
- Электронагреватели для выключателей и приводов типа У – 220
- Насосы систем охлаждения АТ
- Электронагреватель шкафов КРУ-10
- Компрессорные установки.
- Наружное освещение ОРУ-110
- Электронагреватели для выключателей и приводов типа У – 110
- Отопление вентиляция и освещение ЗРУ-10
- Отопление вентиляция и освещение ОПУ
Определяем показатель силовой сборки в группе для РП - 1по формуле:
Определяем сменную мощность силовой сборки используя метод коэффициента максимума:
Для насосов системы охлаждения:
Дляэлектронагревателейтрансформаторногомасла:
Суммарная сменная мощность по РП – 1:
Реактивная сменная суммарная мощность:
Полная сменная мощность РП – 1:
Эффективное число электроприемников определяется по формуле:
Тогда коэффициент максимума определяется по [8 стр. 27 таблица 1.5.3]
Активная максимальная расчетная нагрузка электроприемников:
Реактивная максимальная нагрузка:
Полная максимальная мощность РП – 1:
Расчеты по РП – 2 РП – 3 РП – 4 выполняем аналогично результаты расчетов сводим в таблицу 2.2.
Наименованиераспредустройства и электроприемников
Установленныенагрузки
Средниенагрузкизасмену
Максимальныенагрузки
Насосысистемыохлаждения
Электронагреватели трансформаторного масла
Синхронныекомпенсаторы
Наружноеосвещение ОРУ – 110
Эл.нагреватели для выключателей и приводов типа У-110
Электронагревательшкафов КРУ-10
Компрессорнаяустановка
Наружноеосвещение ОРУ – 220
Эл.нагреватели для выключателей и приводов типа У-220
Отопление вентиляция и освещение ЗРУ-10
Отопление вентиляция и освещение ОПУ
Таблица 2.2 Сводная ведомость нагрузок по цеху
3 Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
Силовые трансформаторы являются основой системы электроснабжения крупных предприятий имеющих в своем составе главные понижающие подстанции - ГПП в средних предприятиях имеющих распределительные подстанции - РП на 6-10 кВ с разветвленными высоковольтными сетями и несколькими трансформаторными подстанциями ТП на 6-10 кВ.
Производственная деятельность малых предприятий как правило имеющих в своем составе одну - две ТП на 6;1004кВ во многом зависит от надежной работы силовых трансформаторов (щитов и шкафов распределительных пунктов РП на 04 кВ). В реальных условиях каждый из шести уровней системы электроснабжения может быть границей раздела предприятие - энергосистема решения по которой юридически согласовываются между энергоснабжающими организациями и потребителем (абонентом).
Выбор трансформаторов заключается в определении их требуемого числа типа номинальных напряжений и мощности а также группы и схемы соединения обмоток. Трансформаторные подстанции (ТП) в настоящее время часто выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания устанавливаются открыто.
Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режиме; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика.
Выбор и проверка силовых трансформаторов проводится с учетом величины мощности предприятия с учетом установки компенсирующих устройств. В справочных данных по этому значению выбирают ближайшее большее значение мощности трансформатора.
Так как на объекте преимущественно преобладают электроприемники 1-ой категории то выбираемдвухтрансформаторную подстанцию с резервной линией по низкой стороне напряжения.
Коэффициент допустимой нагрузки трансформатора т..= 14 – для двухтрансформаторной подстанции с преобладанием нагрузок 1-ой категории.
Номинальная мощность трансформатора определяется по формуле:
Принимаем к установке два трансформатора маркиТМ-630-1004кВ
Трансформатор маркиТМ-630-1004кВ У1 YYн-0
М — масляный с естественной циркуляцией масла и воздуха
0 — номинальная мощность кВА
— высшее напряжение (напряжение на стороне ВН) кВ
— низшее напряжение (напряжение на стороне НН) кВ
У — вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69
— категория размещения по ГОСТ 15150-69
Y — схема соединения обмотки высшего напряжения (звезда)
Y — схема соединения обмотки низшего напряжения (звезда)
н — наличие изолированнойнейтрали
— группа соединения обмоток
Его технические характеристики приведены в таблице 2.3
Схема и группасоединения
Таблица 2.3 Технические характеристики трансформатора
Вычисляем активные потери:
где – потери холостого хода - выбираем из таблицы 2.3
– потери короткого замыкания - выбираем из таблицы 2.3
- коэффициент загрузки
Вычисляем реактивные потери:
где – номинальная мощность трансформатора
–напряжение короткого замыкания трансформатора - выбираем из
– ток холостого хода трансформатора - выбираем из таблицы 2.3
Вычисляем полную расчетную мощность с учетом потерь трансформатора:
ГдеРр-Активная мощность
Qр- Реактивная мощность
Q- Реактивные потери
Выбранный трансформатор обеспечит надежное электроснабжение потребителей. Все условия проверки выполняются.
Согласно заданию потребители узловой распределительной подстанции относятся к 1-ой категории поэтому для предприятия требуются дватрансформатора марки ТМ 630-1004 кВ.
4 Расчет и выбор компенсирующего устройства
Передача реактивной мощности по элементам электроснабжения во многих случаях экономически нецелесообразна. Возникают дополнительные потери активной мощности и энергию всех элементах системы электроснабжения обусловленные загрузкой их реактивной мощностью.
Дополнительные потери напряжения приводят к снижению качества напряжения и дополнительным затратам на средства регулирования напряжения. Загрузка реактивной мощностью линий электропередач и трансформаторов требует увеличения сечения проводов воздушных линий и жил кабелей увеличение номинальной мощности трансформаторов и их число.
Из приведенного следует что технически экономически целесообразно предусматривать дополнительные мероприятия по уменьшению потребляемой реактивной мощности которые можно разделить на две группы:
) без применения специальных устройств компенсации реактивной мощности;
) с применением специальных компенсирующих устройств.
В первую очередь следует проводить мероприятия первой группы:
-уменьшение продолжительности холостого хода асинхронных электродвигателей (применением т.н. ограничителей холостого хода);
- применении синхронных электродвигателей вместо асинхронных;
-применение современных систем электропривода с использованием частотных преобразователей систем импульсно-фазового управления систем ЧПУ и т.п.
-повышение качества ремонта электрооборудования;
-совершенствование технологического процесса с целью улучшения энергетического режима работы оборудования и т.д.
Для компенсации реактивной мощности выбираем конденсаторные установки КУ
Расчет мощности определяется по формуле:
где α- коэффициент учитывающий повышение cosφ- естественным способом
tgφ – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации..
tgφ=061 тогда рекомендованный = 033.
Выбираем конденсаторную установку УК2-038-100 со ступенчатым регулированием по 50 кВар.
8 – номинальное напряжение (UH) ; кВ
0 – номинальная мощность (Qн) ; кВт
Фактическое значение tgφопределяется по формуле:
Конденсаторные установки подключаются к шинам низкого напряжения подстанции.
5 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
Для защиты и коммутации цепей электроснабжения выбираем силовой выключатель на стороне высокого напряжения. Силовые выключатели выбираются по напряжению току категории размещения и коммутационной способности.
Время срабатывания силового выключателя принимается tд = 1с.
Выбираем вакуумный выключатель серии ВВЭ – 10 – 20630 У 3.
Данные выключателя сводим в таблицу 2.5
Таблица 2.5 Данные выключателя ВВЭ – 10 – 20630 У 3
Проверяем выключатель на отключающую способность в соответствии с условием:
Выключатель установлен перед силовым трансформатором подстанции из расчетов токов КЗ известно что ток короткого замыкания в точке КЗ1 (месте установки выключателя) равен:
Где . и – номинальная и расчетная полные мощности отключения.
Проверяем выключатель на термическую стойкость в соответствии с условием:
где – каталожное значение тока термической стойкости
. – расчетное значение тока термической стойкости.
где . – время действия тока короткого замыкания на выключатель фактическое с.
– каталожное значение времени воздействия тока короткого замыкания на выключатель с.
Проверяем выключатель на динамическую стойкость в соответствии с условием:
где – амплитуда предельного сквозного ударного тока КЗ выключателя кА.
– амплитуда ударного тока электроустановки кА.
Провода и кабели выбираются по экономической плотности тока по длительно допустимому току нагрева и по допустимым потерям напряжения в линии. Определяем максимальный расчетный ток в линии при номинальном режиме работы определяется по формуле:
где – передаваемая мощность
– передаваемоенапряжение.
Экономическое сечение провода определяется по формуле:
где – экономическая плотность тока 13 Амм.
Выбираем для наружной прокладки провод А – 30 Iдоп=136 А.
Определяем потери напряжения в проводе по формуле:
и – активное и реактивное сопротивление линии
Допустимые потери напряжения 5% следовательно условие выполнено:
6 Расчет заземляющего устройства электроустановок
Расчетный ток замыкания на землю:
Сопротивление заземляющего устройства:
Сопротивление грунта:
Грунт в районе - супесь с удельным сопротивлением 300
Климатический район 4
Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по формуле:
Количество вертикальных электродов без учета экранирования:
с учетом экранирования:
где =069 – коэффициент экранирования.
Сопротивление горизонтальных электродов:
Определяем сопротивление вертикальных электродов:
Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства:
7 Организационные и технические мероприятия безопасного
проведенияработ с электроустановками до 1000В.Основные и
дополнительные средства защиты в электроустановках до 1000В
К организационным и техническим мероприятиям при проведении работ в действующих установках относится подготовка безопасного рабочего места для монтажных и ремонтных работ с частичным или полным снятием напряжения. Их выполняют в следующем порядке:
- отключают необходимые токоведущие части и принимают меры исключающие ошибочную подачу напряжения к месту работы;
- на отключенных коммутационных аппаратах вывешивают запрещающие плакаты: «Не включать- работают люди» «Не включать- работа на линии» «Не открывать- работают люди»; при необходимости устанавливают ограждения не отключенных токоведущих частей;
- к заземляющему устройству присоединяют зажим переносного заземления;
- проверяют нет ли напряжения на отключенной для работы части установки; если его нет то немедленно накладывают на обесточенные токоведущие части переносное заземление;
- рабочее место ограждают переносными ограждениями и вывешивают предостерегающие и напоминающие плакаты: «Стой- высокое напряжение!» «Не влезай- убьет!» «Работать здесь!» «Влезать здесь!».
Эти мероприятия осуществляет оперативный персонал вдвоем: одно лицо с квалификационной группой не ниже IV второе- не ниже III. Второе лицо может быть и из числа неоперативного персонала или персонала потребителей при этом оно должно быть специально проинструктировано и ознакомлено с электрической схемой.
При единоличном обслуживании технические мероприятия разрешено выполнять одному лицу в том числе включение заземляющих ножей. Однако наложение переносных заземлений и в этом случае должны производить два лица.
Временные ограждения и плакаты запрещено переставлять или убирать. Вывешивать и снимать плакаты разрешается только оперативному персоналу.
Электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал должны быть обесточены за исключением дежурного освещения установок пожаротушения и противопожарного водоснабжения пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Другие электроустановки и электротехнические изделия (в том числе в жилых помещениях) могут оставаться под напряжением если это обусловлено их функциональным назначением и (или) предусмотрено требованиями инструкции по эксплуатации.
Электрозащитные средства предназначены для защиты персонала работающего на электроустановках от поражения электрическим током воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.
Электрозащитные средства в электроустановках до 1000 В по назначению подразделяются на:
Изолирующие служат для изоляции человека от токоведущих частей и в свою очередь подразделяются на основные и дополнительные.
Основные–это те средства защиты изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение. Они позволяют прикасаться к токоведущим частям под напряжением. К ним относятся:
-изолирующие штанги;
-изолирующие и электроизмерительные клещи;
-диэлектрические перчатки;
-диэлектрическая обувь;
-слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;
-указатели напряжения.
Дополнительныеизолирующие средства сами по себе не обеспечивают защиту от электрического тока а применяются совместно с основными средствами. Это изолирующие подставки коврики боты.
Ограждающие защитные средства служат для временного ограждения токоведущих частей а также для предупреждения ошибочных действий в работе с коммутационной аппаратурой. Это переносные ограждения щиты изолирующие накладки переносные заземления.
Вспомогательные средства служат для защиты от падения с высоты тепловых воздействий. К ним относятся предохранительные пояса страхующие канаты когти очки рукавицы и противогазы. Согласно ПУЭ все электрические устройства подвергаются испытаниям на механическую и электрическую прочность.
Персонал обслуживающий электроустановки снабжается всеми необходимыми защитными средствами обеспечивающими безопасность работы.
Все находящиеся в эксплуатации электрозащитные средства должны быть пронумерованы. Номер наносится непосредственно на самом защитном средстве и может быть совмещен со штампом об испытании.
В цехах на подстанции (при централизованном обслуживании -в службе на участке) в лаборатории на участках строительно -монтажных организаций и т.п. необходимо вести журналы учета и содержания средств защиты в которых должны указываться: наименование инвентарные номера местонахождение даты периодических испытаний и осмотров. Журналы один раз в 6 месяцев должны проверяться лицом ответственным за состояние средств защиты.
Средства защиты находящиеся в индивидуальном пользовании также должны быть зарегистрированы в журнале учета и содержания средств защиты с указанием даты выдачи и с подписью лица получившего их.
Во время эксплуатации электрозащитные средства подвергаются периодическим испытаниям и осмотрам.
Общие правила пользования защитными средствами следующие:электрозащитными средствами пользуются по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того на которое они рассчитаны;
основные изолирующие средства рассчитаны на применение в закрытых установках а в открытых электроустановках и воздушных линиях они применяются только в сухую погоду.
Перед применением средств защиты персонал обязан проверить его исправность отсутствие внешних повреждений очистить от пыли проверить по штампу срок годности.
У диэлектрических перчаток перед употреблением следует проверять отсутствие проколов путем скручивания их в сторону пальцев. Пользоваться средствами защиты срок годности которых истек запрещается.
Ручной инструмент применяемый при монтажных демонтажных ремонтных работах при обслуживании электрооборудования (отвертки плоскогубцы кусачки и т.д.) должен быть длиной не менее 100 мм иметь покрытие из влагостойкого нехрупкого изоляционного материала и специальные упоры перед рабочей частью и находиться в исправном состоянии.
Изолирующая часть электрозащитных средств со стороны рукоятки ограничивается кольцом или упором из электроизоляционного материала. Наружный диаметр ограничительного кольца электрозащитных средств для электроустановок напряжения выше 1000В должен превышать наружный диаметр рукоятки не менее чем на 10 мм.
Клещи изолирующие. Предназначены для замены предохранителей в электроустановках до и выше 1000 В а также для снятия ограждений накладок и других аналогичных работ в электроустановках до 35 кВ. Клещи состоят из рабочей изолирующей частей и рукоятки.
Перчатки резиновые диэлектрические. Предназначены для защиты рук от поражения электрическим током при работе в электроустановках до 1000 В. В электроустановках разрешается использовать только перчатки с маркировкой по защитным свойствам Эн и Эв. Эн – для защиты от электрического тока напряжением до 1000 В. Эв – для защиты от электрического тока напряжением выше 1000 В. Длина перчаток должна быть не менее 350мм.
Обувь специальная диэлектрическая. Является дополнительным электрозащитным средством при работе в закрытых а при отсутствии осадков в открытых электроустановках. Диэлектрические боты и галоши защищают работающих от напряжения шага. Обувь применяют: галоши – при напряжении до 1000 В; боты – при всех напряжениях.
Защитные ограждения. Применяются для предотвращения случайного приближения и прикосновения к токоведущим частям находящимся под напряжением и расположенным вблизи места работ.
Щиты ширмы. Применяются для временного ограждения токоведущих частей находящихся под напряжением до и выше 1000В. На щитах должны быть прикреплены предупреждающие плакаты «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ!»
Изолирующие накладки. Применяются в электроустановках до 20 кВ для предотвращения случайного прикосновения к токоведущим частям в трех случаях когда нет возможности оградить рабочее место щитами.
В настоящем проекте был произведен расчет электроснабженияузловой распределительной подстанции были изучены основные методики расчетов и выбора электрооборудования. Нагрузка узловой распределительной подстанции была рассчитана методом коэффициента максимума.
На основании полученных расчетных значений мощности с учетом того что электропотребителиотносятся кI категории электроснабжения было выбрано два трансформатора ТМ-630-1004кВ.
На основании значений расчетных мощностей и токов были выбраны типы и марки электрооборудования необходимые для системы электроснабжения. Питающие кабели и провода были проверены на соответствие длительно допустимым токам а защитная аппаратура –автоматические выключатели были выбраны по номинальным значениям токов и проверены по пусковым токам.
Был произведен расчет компенсирующего устройства для компенсации реактивной мощности. Также был произведен расчетзаземляющего устройства электроустановок.
Задачи поставленные в ходе выполнения курсового проекта были выполнены в полном объеме.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
ГОСТ 29322-92 Стандартные напряжения
ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические.
обозначения общего применения.
Правила устройства электроустановок изд. 7-е 2016.
Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. В 2 кн. кн. 1 СПО Ю.Д. Сибикин.- М.: Академия 2017.- 199 с.
Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. В 2 кн. кн. 2 СПО Ю.Д. Сибикин.- М.: Академия 2017.- 199 с.
Шеховцов В.П. Расчет проектирования ОУ и электроустановок промышленных механизмов М.: ИНФРА-М 2019. - 352 с.
Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование М.: ИНФРА-М 2019. - 407 с.
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования: М.: ИНФРА-М 2019. - 214 с.
Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению3-е изд. — М. : ИНФРА-М 2018. - 136 с.

Принципиальная схема.cdw

Проектирование электроснабжения
узловой распределительной подстанции
ОТЭО.64190100.000 Э3
Принципиальная однолинейная
электрическая схема электроснабжения
Насосы системы охлаждения АТ
Эл.нагреватели тр-го масла
Зарядно-подзарядные агрегаты АБ ВАЗП
Синхронные компенсаторы
Наружнее освещение ОРУ-110
Эл.нагреватели для выкл. и приводов типа У-110
вентиляция и освещение ЗРУ
вентиляция и освещение ОПУ
Наружнее освещение ОРУ-220
Эл.нагреватели для выкл. и приводов типа У-220
Эл.нагреватель шкафов КРУ-10
Компрессорная установка
Выключатель на вводе

Список использованных источников.docx

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ГОСТ 29322-92 Стандартные напряжения
ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические.
обозначения общего применения.
Правила устройства электроустановок изд. 7-е 2016.
Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. В 2 кн. кн. 1 СПО Ю.Д. Сибикин.- М.: Академия 2017.- 199 с.
Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. В 2 кн. кн. 2 СПО Ю.Д. Сибикин.- М.: Академия 2017.- 199 с.
Шеховцов В.П. Расчет проектирования ОУ и электроустановок промышленных механизмов М.: ИНФРА-М 2019. - 352 с.
Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование М.: ИНФРА-М 2019. - 407 с.
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования: М.: ИНФРА-М 2019. - 214 с.
Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению3-е изд. — М. : ИНФРА-М 2018. - 136 с.

поясн записка.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
личная подпись инициалы фамилия
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту (работе) по дисциплине (модулю)
МДК.01.04 Техническое регулирование и контроль качества электрического и электромеханического оборужования.
«Проектирование электроснабжения узловой распределительной подстанции»
Специальность 13. 02. 11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
код название без кавычек
Обозначение курсового проекта (работы) ОТЭО.64190100.000 ПЗ Группа 3-11 ТЭс
подпись должность И.О.Ф.
(дата) (оценка) (подпись)
на курсовой (ую) проект (работу)
Обучающийся Марков Максим Игоревич Группа 3-11 ТЭс
Обозначение курсового проекта (работы) ОТЭО.64190100.000 ПЗ
Тема: «Проектирование электроснабжения узловой распределительной подстанции»
Исходные данные для курсового проекта (работы)
Содержание пояснительной записки
1.1.Характеристика узловой распределительной подстанции электрических нагрузок и ее технологического процесса
1.2.Классификация помещений по взрыво- пожаро- электробезопасности
1.Выбор схемы электроснабжения
2.Расчет электрических нагрузок узловой распределительной подстанции
3.Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
4.Расчет и выбор компенсирующего устройства
5.Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
6.Расчет заземляющего устройства электроустановок
7.Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1000В. Основные и дополнительные средства защиты в электроустановках до 1000В
Список используемых источников
Разделы основной части:
- Был произведен расчёт электроснабжения узловой распределительной подстанции
- Были изучены основные методики расчетов и выбора электрооборудования
- Была рассчитана методом коэффициента максимума нагрузка цеха
- Были выбраны типы и марки электрооборудования необходимые для системы электроснабжения
- Были выбраны автоматические выключатели по номинальным значениям токов и проверены по пусковым токам
- Был произведен расчет компенсации реактивной мощности и заземляющего устройства
Перечень графического материала:
Схема подключения узловой распределительной подстанции
Принципиальная схема узловой распределительной подстанции

Схема подключения оборудования.cdw

Проектирование электроснабжения
узловой распределительной подстанции
ОТЭО.64190100.000 Э7
и электроснабжения электрооборудования