Проектировании электроснабжения района - диплом

Аннотация

Дипломный проект представлен в виде пояснительной записки и графической части.

В проекте представлена краткая характеристика потребителей рассматриваемого района, а также электроприёмников и источников питания. При проектировании электроснабжения решаются следующие вопросы: расчет электрических нагрузок, выбор схемы электроснабжения и источников питания, выбор напряжения питающих сетей, числа и мощности трансформаторов, места расположения подстанций. Выполнен расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка токоведущих частей и электрической аппаратуры, выбор средств релейной защиты и автоматики.

В дипломном проекте в качестве специального вопроса была рассмотрена замена уличного освещения на светодиодные светильники.

Рассмотрены вопросы по организационно-экономической части и безопасности жизнедеятельности.

Введение

Значение электрической энергии в промышленности, продолжает возрастать. Научно-технический прогресс основывается главным образом на применении электрической энергии в самых разных технологических процессах. Без электрической энергии невозможно нормальное функционирование систем тепло-, водо-, газоснабжения и водоотведения.

По своему научно-техническому уровню, надёжность нашей электроэнергетики была, и пока ещё остаётся лучшей в мире. За многие годы было допущено минимум системных аварии по сравнению с другими странами.У нас впервые были созданы синхронные генераторы мощностью 300, 500, 800 тыс. кВт, опытный образец мощностью 1 млн. кВт. Внедрено водородное, водяное, криогенное охлаждение. Росло напряжение ЛЭП: 330, 500, 750, 1150 кВ.

По производству электроэнергии СССР занимало второе место в мире (после США).

После распада СССР развитие электроэнергетики за годы практически прекратилось – использовалась созданная ранее система, мощности не наращивались и не обновлялись, научно-технический прогресс затормозился. К настоящему времени по оценке специалистов износ оборудования в энергетике достиг 6070%. Дефицит электроэнергии – основная причина торможения роста промышленного производства. Создалась непосредственная угроза крупных аварий уже в ближайшие годы, если не принять радикальных мер.

В послании президента (2007г.) объявлены очень крупные меры по развитию электроэнергетики. До 2020 г. Генерирующие мощности должны вырасти на две трети, т.е. примерно на 115 млн. кВт, а выработка электроэнергии в Российской Федерации с 950 до 1580 млрд. кВт*ч.

Отдаётся приоритет развитию атомной энергетики до 2012г. должны быть изготовлены 26 блоков АЭС. В СССР было всего изготовлено 30 блоков.

При нынешнем состоянии промышленности выполнение президентской программы – невозможно. Необходимо вначале восстановить народное хозяйство.

Системы электроснабжения должны удовлетворять ряду требований: экономичности и надёжности, безопасности и удобству эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии.

На крупных промышленных предприятиях начали применять глубокие вводы напряжением до 220 кВ; в заводских сетях всё больше начали применять напряжение 10 кВ вместо 6 кВ.

За последние 15 – 17 лет развитие СЭС в России затормозилось. Почти прекратились научно-технические разработки. Используются всё в большей мере импортное оборудование с новыми техническими решениями, в частности; плавный пуск мощны электродвигателей, частотное регулирование асинхронных двигателей, устройство с регулированием реактивной мощности в комплекте с асинхронным двигателем. На многих промышленных предприятиях России номенклатура и объём выпускаемой продукции – не стабильны, что затрудняет оптимальное использование СЭС и оборудования.

В отличие от других видов энергии электрическая вырабатывается и потребляется в одно и то же время. Ее накапливать для создания запаса. Единство процессов выработки, транспортирования и потребления электроэнергии объясняет необходимость оперативного (диспетчерского) управления электроэнергетикой страны .

Электрическую энергию вырабатывают на электростанциях (тепловых, гидравлических, атомных и др.). Основным источником электроэнергии для Ростовской области является Новочеркасская ГРЭС. Электрические машины, преобразующие механическую энергию вращения роторов турбин и других первичных двигателей в электрическую, называют генераторами. Все генераторы крупных электростанций РФ связаны между собой электрическими сетями и имеют общий режим работы.

Электрической сетью называют совокупность подстанций и линий электропередачи. Основное назначение электрической сети - передача и распределение электроэнергии между потребителями. На подстанциях осуществляется преобразование уровня напряжения и распределение электроэнергии. Преобразование уровня напряжения производится силовыми трансформаторами. Трансформаторы бывают повышающими (устанавливают на электростанциях) и понижающими (устанавливают на подстанциях). Повышение напряжения на электростанциях производится с целью уменьшения потерь электроэнергии в электрических сетях. Понижение напряжения на подстанциях осуществляется с целью электроснабжения потребителей.

Городские электрические сети обычно используют для электроснабжения своих потребителей напряжение 6, 10 кВ, иногда 35 кВ, а также 0,4 кВ. Электроэнергетическая технология использует процессы

преобразования различных видов энергии в электрическую, преобразование напряжения и вида электрического тока, передачу, распределение и потребление электроэнергии.

Распределительные электрические сети, находящиеся на балансе и в обслуживании 72 энергосистем АОэнерго Российской Федерации - это 2,5 млн. км воздушных и кабельных линий электропередачи, 510 трансформаторных подстанций 61035/0,4 кВ и более 16 тыс. питающих центров напряжением 35110 кВ с общей установленной мощностью примерно 400 тыс. МВА.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, поэтому эффективность и рациональность использования электроэнергии в хозяйстве страны, определяется системой передачи, распределения и потребления ее на промышленных предприятиях, т. е. системой электроснабжения -промышленной электрической сетью.

В связи с изложенным необходимо предпринимать серьезные усилия по техническому перевооружению, реконструкции и развитию электрических сетей, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность, надежное и качественное э.лектроснабжение потребителей. Эта задача должна решаться с использованием современного высоконадежного и экономичного оборудования. При необходимости и применение импортного оборудования.

Важным достижением в отрасли является организация серийного выпуска элегазовых трансформаторов тока 110 кВ, вакуумных выключателей на классы напряжения до 110 кВ, антирезонансньгх трансформаторов напряжения 6,10 и 35 кВ, комплектных распределительных устройств с вакуумными выключателями в ячейках КСО, разъединителей с полимерными изоляторами, ограничителей перенапряжения до 35 кВ в полимерных покрышках и грязестойкого исполнения, имеющих расширенную область применения.

Задачей данного дипломного проекта является разработка системы электроснабжения городского района с применением современных методов расчета электрической сети, современных требований к ней, а также с предложениями к установке в сети нового оборудования.

Краткая характеристика потребителей, сведения о климате

Потребители электроэнергии условно, расположенные на территории города, условно разделены на две основные группы: жилые дома и общественно-коммунальные учреждения (школы, магазины, кафе, кинотеатры и т.д.).

Современные жилые дома насыщены большим количеством различных электроприемников. К ним относятся различные осветительные и бытовые приборы и силовое электрооборудование. Электроприемники жилых зданий подразделяются на электроприемники общедомового назначения.

Электрические сети городов обеспечивают работу предприятий коммунального хозяйства: водоочистных и насосных станций, станций очистки сточных вод, насосных установок систем теплоснабжения.

Территория населенного места по назначению делится на следующие зоны:

- селитебную - для размещения жилых районов, микрорайонах,

общественных зданий и сооружений;

- коммунально-складскую - для размещения складов, гаражей,

автобаз, платных стоянок и т.д., предназначенных для обслуживания

населенных мест;

- мест отдыха населения - располагаемых на границах населенного

места.

Структурной единицей селитебной зоны является жилой район, состоящий из нескольких микрорайонов, объединенных общественным

центром, в состав которого входят учреждения культурно-бытового обслуживания.

Численность населения, рассматриваемого в дипломном проекте, жилого района составляет около 10 тысяч человек, при застройке его зданиями высотой пять этажей и девять этажей.

Население проживает в многоэтажных домах. В домах установлены газовые печи. В домах с девятью этажами имеются лифтовые шахты, а также центральные тепловые пункты.

Жилые дома и общественно-коммунальные учреждения получают электроэнергию от городских сетей. Высоковольтных приемников не имеют.

Планировка и застройка жилых районов обеспечивает наиболее благоприятные условия для быта и отдыха населения, воспитания и образования детей. С этой целью предусматривается постройка необходимых коммунально-бытовых учреждений. Такие учреждения размещены с учетом создания единой системы обслуживания населения городской территории. В группе жилых домов в радиусе обслуживания до 0,3 км находятся детские ясли, детские сады и физкультурные площадки.

В микрорайоне в радиусе до 0,5 км - школы, предприятия торговли и общественного питания, физкультурные площадки, гаражи для индивидуальных автомобилей.

В жилом районе, как правило, в общественном центре в радиусе обслуживания до 1,5 км - торговый центр, универсамы, предприятия торговли и общественного питания, клуб, кинотеатр, библиотека, поликлиника, гаражи для индивидуальных автомобилей.

Нормами определяются также основные требования к размещению в городе электросетевых сооружений, которые необходимо принимать в городских системах электроснабжения. Понижающие подстанции

размещаются в промышленных и коммунально-складских зонах. Размер для подстанции принимается до 0,25 Га.

Рельеф окружающей местности представляет волнистую равнину, расчлененную неглубокими долинами и балками.

Климат района умеренноконтинентальный, лето жаркое, сухое, с максимальной температурой июля +38°С. Зимой возможны интенсивные похолодания, максимальная температура января 33°С.

Осадков выпадает 480 мм, из них на холодный период (ноябрь-март) приходится 180 мм, что в условиях высоких температур придает климату засушливый характер.

Преобладающим направлением ветра является северо-восточный (22%) и восточный (22%). Наименьшая повторяемость у южного ветра

Территория города отнесена по скоростным напором ветра к III району.

Территория РЭС расположена в III районе по гололеду и во II районе по загрязненности атмосферы.

Вопросы внешнего электроснабжения

Источником питания является узловая подстанция энергосистемы Р10 расположенная в 27 километрах от территории питаемого района. Район получает питание на напряжении 110 кВ. Мощность трехфазного короткого замыкания в месте присоединения ВЛ составляет 221 МВА.

В район вводят две одноцепных ВЛ – 110 кВ. Приём напряжения 110 кВ осуществляется в ОРУ 110 кВ главной понизительной подстанции (ГПП) района.

Систематизация и расчет электрических нагрузок

Исходными параметрами для решения сложных комплексно-технических и экономических расчетов, возникающих при проектировании современных предприятий, являются нагрузки.

Определение нагрузок необходимо для правильного выбора мощности трансформаторов, компенсирующих устройств, выбора сечения проводов и кабелей, шин, выбора и принятия уставок релейной защиты, расчета потерь, отклонения и колебания напряжения.

Оптимальное решение вопросов электроснабжения находится путем составления нескольких возможных вариантов нагрузок. Для выбора наиболее целесообразного из них приходиться прибегать к технико-экономическому сравнению. Завышение или занижение нагрузок приводит к увеличению приведенных затрат, недоиспользованию электрооборудования или недоотпуску продукции и повышению потерь электроэнергии. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей, электроснабжения предприятий.

Выбор схемы электроснабжения.

Определение места расположения гпп

Система электроснабжения города представляет собой совокупность электрических сетей различного напряжения, обычно (исключая мегаполисы) напряжение 22035, 6-10 и до 1 кВ. Сети напряжением 610 кВ предназначены для распределения электроэнергии между группами потребителей или для питания отдельных потребителей. Такие сети принято называть городскими распределительными сетями (ГРС). Эти сети в основном предназначены для питания находящихся на территории города коммунально-бытовых потребителей.

В общем случае ГРС включают в себя питающую сеть 610 кВ и непосредственно распределительную сеть того же напряжения. Питающая сеть 610 кВ часто состоит из питающих линий, распределительных пунктов (РП) и прямых связей между последними.

К системе электроснабжения города предъявляют следующие требования:

1. Экономическую целесообразность сооружения и эксплуатации, т.е. сочетание относительно невысоких стоимостей оборудования, за-трат на строительство и эксплуатацию, включая потери электроэнергии.

2. Обеспечение требуемого качества электроснабжения потребителей.

Под качеством электроснабжения обычно понимают требуемый

уровень напряжения на зажимах приемника.

3. Обеспечение возможности развития сети без ее коренного переуст

ройства.

4. Удобство и безопасность обслуживания.