Дипломная (вкр): Модернизация распределительной сети районной больницы микрорайона №8

Модернизация распределительной сети районной больницы микрорайона №8

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально технический университет

имени академика З. Алдамжар

специальность 050718 - "Электроэнергетика"

Дипломная работа

Модернизация распределительной сети районной больницы микрорайона №8

Выполнил Ветошкин Р.В.

Научный руководитель

Умбеталин Т.С. к.т.н., проф.

Костанай 2010

Содержание

Введение

. Краткая характеристика объекта

2. Электроснабжение

2.1 Расчет электрических нагрузок

.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

.2.1 Обоснование принимаемых значений напряжения

.2.2 Определение количества трансформаторных подстанций

.2.3 Определение расчетных электрических нагрузок ТП

.2.4 Компенсация реактивной мощности

.2.5 Определение количества трансформаторов в ТП и их номинальной мощности

.2.6 Выбор сечения проводников линий электропередачи

.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения

.3.1 Определение расчетной нагрузки предприятия

.3.2 Сравнение вариантов ЛЭП внешнего электроснабжения

.3.3 Выбор основного оборудования в системе электроснабжения

2.4 Определение величины токов короткого замыкания

2.4.1 Расчет токов к.з. в сетях 10 кВ

.4.2 Расчет однофазных токов к.з. в сетях 0,38 кВ

2.5 Проверка выбранного оборудования по условиям работы в режиме коротких замыканий

2.5.1 Коммутационные аппараты напряжением выше 1 кВ

.5.2 Измерительные трансформаторы тока

.5.3 Шины напряжением выше 10 кВ

.5.4 Изоляторы напряжением выше 1 кВ

.5.5 Автоматические выключатели напряжением 0,38 кВ

.6 Защита сетей от аварийных режимов

.6.1 Релейная защита линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

.6.2 Защита силовых трансформаторов

.6.3 Защита оборудования системы электроснабжения от перенапряжений

.6.4 Выбор головных автоматических выключателей на ТП со стороны 0,38 кВ

3. Использование электроэнергии в производственных процессах

3.1 Выбор электродвигателя

.2 Расчет электроосвещения

.3 Выбор пускозащитной аппаратуры

.4 Расчет осветительных электропроводок

.5 Расчет силовых электропроводок

. Система автоматического регулирования микроклиматом

5. Устройство защиты от токов коротких замыканий электроустановок

5.1 Состояние вопроса и постановка задачи проектирования

.2 Решение задачи с применением конкретных инженерных решений

.3 Экономическая эффективность

6. Организация и эксплуатация электрохозяйства

. Охрана труда и техника безопасности

.1 Требования к электробезопасности объекта

.2 Расчет защитного заземления

.3 Требования производственной санитарии

.4 Требования к пожарной безопасности

. Охрана окружающей среды

. Экономическая часть проекта

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

больничный сеть электроэнергия трансформатор

Введение

Актуальность выбранной темы дипломной работы обуславливается теми фактами, что:

В стратегии развития "Казахстан-2030" президент Республики Казахстан Н.А. Назарбаев указал основные приоритеты развития страны, в которой одной из важнейших задач является усовершенствование и дальнейшее развитие электроэнергетической отрасли, без которой не мыслимо функционирование других отраслей народного хозяйства.

Первым и важнейшим этапом усовершенствования и развития электроэнергетики является создание рациональных систем электроснабжения предприятий.

Производство, передача и рациональное распределение электроэнергии приобретают всё большее значение. В свете задачи всемерного повышения технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надёжности электроснабжения. В этом ключ к решению главных задач проектирования, модернизации и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий.

В условиях современной экономики немаловажную роль играет состояние больниц, оснащение их современным оборудованием и т.д., что в свою очередь приводит к росту потребления электроэнергии. Растущее потребление электрической энергии ставит задачу улучшения качества работы электроэнергетической отрасли, которое в свою очередь зависит от рационально выполненной системы электроснабжения, которая должна удовлетворять ряду требований: экономичности и удобства эксплуатации, безопасности и надежности, обеспечения надлежащего уровня напряжения, стабильности частоты.

Должны также предусматриваться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы электроснабжения, обеспечивающая возможность развития, без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны, по возможности, применятся решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии. При построении рациональной системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность и категория надежности питания, графики нагрузок потребителей, число и мощность понижающих подстанций и других пунктов потребления электроэнергии, напряжение потребителей, требования аварийного и послеаварийного режимов. Кроме того, при построении рациональной системы, электроснабжения нужно учитывать, такие требования как ограничение токов коротких замыканий.

А также условия выполнения простой и надежной релейной защиты и автоматики на основе современных научно-технических разработок, что в свою очередь позволит рационально использовать электроэнергию, повышать ее качество и повышать энергетическую вооруженность.

Практическая ценность результатов дипломной работы подтверждается наличием акта о внедрении.

Теоретическая ценность нашей дипломной работы состоит в расчете и его подробном описании.

Цель: рассчитать с учетом особенностей выбора электрооборудования и описать комплекс мероприятий по модернизации распределительной сети районной больницы микрорайона №8 г. Костанай.

В соответствии с целью, были поставлены следующие задачи:

изучить и проанализировать технические характеристики больничного комплекса;

Изучить использование электроэнергии в производственных процессах;

Изучить систему автоматического регулирования.

Поставленные задачи и порядок их решения, определили структуру дипломной работы.

Для решения указанных задач и в соответствии с целью работы, были использованы следующие методы:

Теоретические: анализ научной, технической, нормативной и учебной литературы по теме исследования, систематизирование собранных и проанализированных данных.

Практические: расчет, методы математической статистики, эксперимент.

1. Краткая характеристика объекта

Больничный комплекс размещается в г. Костанай в соответствии с решением Акима г. Костанай для строительства больничного комплекса был отведён участок площадью 3,0 га. Участок находится между существующим гаражным обществом "Автомобилист" и ОАО "Селекция".

На данном участке по генплану предусмотрены:

1.      3-х этажное здание "стационара на 100 коек"

2.      1- этажное здание пищеблока

.        1- этажное здание хозяйственного корпуса

.        Трансформаторная подстанция

.        Котельная

.        Г.Р.П.

.        Подземная ёмкость для резервного топлива (мазут)

.        Обеззараживающая установка

.        Пожрезервуар V = 300 м³ (150 м3х2)

.        Площадка для мусорных контейнеров

.        Спортивная площадка

.        Автостоянка для а/машин посетителей.

Территория стационара на 100 коек подразделена на следующие зоны:

1.      Лечебная

2.      Хозяйственная

.        Зона отдыха, которая подразделяется на тихую и активную зоны отдыха.

На тихой зоне предусмотрены прогулочные дорожки, беседки, а на активной зоне отдыха спортивные площадки. В данном случае совмещенная площадка для игр баскетбола и волейбола.

В лечебной зоне размещено здание стационара на 100 коек, а также временная автостоянка для а/машин посетителей.

В хозяйственной зоне размещены здания пищеблока, хозкорпуса, Т.П., ГРП, котельной модульного типа на природном газе, пожрезервуары, обеззараживающая установка и необходимые хозяйственные площадки.

Вокруг участка проектом предусмотрены санитарно - защитного назначения двухрядная лесопосадка шириной 15м сосна обыкновенная - 242 шт. и шиповник - (двухрядная) - 1220 шт.). Внутри участка запроектированы посадка деревьев, цветов, газонные травы и другие виды благоустройства дороги, тротуаров и спортплощадок для активного отдыха больных, в том числе для озеленения предлагаются: сосна обыкновенная - 154 шт., лиственница сибирская - 52 шт., яблоня - 49 шт., клён - 84 шт., ирга (рядовая посадка) - 30 шт., цветники - 70 м², газон - 20000 м². Кроме проектируемых деревьев проектом сохранена существующая берёзовая околка рядом с трансформаторной подстанцией. А также по благоустройству предусмотрено асфальтобетонное покрытие проезда - 4248 м², брусчатое покрытие тротуара - 700 м² и асфальтобетонное покрытие отмостки - 330 м².

Рельеф местности спокойный с уклоном с востока на запад в сторону реки Тобол.

Участок свободен от застройки, инженерных сооружений и коммуникаций.

Территория данного объекта относится к строительно-климатическому подрайону с расчётной температурой наиболее холодной пятидневки наружного воздуха - -35⁰С.

Средние температуры наружного воздуха:

годовая - + 2,1⁰С

наиболее жаркого месяца (июль) - +20,4⁰С

наиболее холодного месяца (январь) - -17,0⁰С.

Господствующее направление ветра - юго-западное.

Снеговая нагрузка - 70 кг/м²;

Нормативное ветровое давление - 38 кг/м².

Атмосферные осадки в зимний период с октября по февраль выпадают в среднем 73 мм снегового покрова, а в летний период с апреля по октябрь 237 мм влаги.

Рельеф местности спокойный, район участка не сейсмичен.

В геологическом отношении участок изысканий сложен аллювиально-пролювиальными супесями, суглинками и глинами средне - и верхнечетвертичного возраста и аллювиальными песками средней крупности среднечетвертичного возраста, подстилаемыми глинами палеогена и глинами опоковыми дресвяно-щебенистым грунтом и опокой тасаранской свиты палеогена, перекрываемыми с поверхности почвенно-растительным слоем и насыпными грунтами техногенного возраста.

Почвенно-растительный слой вскрыт повсеместно до глубины 0,30-0,80 м. Мощность его составляет 0,30-0,80 м.

Верхняя часть разреза представлена супесью жёлто-бурой, твёрдой консистенции, карбонатизированной, с прослойками песка 1-3см и линзами суглинка.

Электроснабжение больничного комплекса предусматривается от двух трансформаторных подстанций (закольцовка) 10/0,4кВ, "Водник" и АЗС "Бахыт".

2. Электроснабжение

.1 Расчет электрических нагрузок

В зависимости от стадии проектирования и места расположения расчетного узла в схеме электроснабжения применяются различные методы определения электрических нагрузок, упрощенные или более точные.

В настоящее время в практике проектирования применяются такие методы определения расчетных нагрузок:

1) по установленной мощности и коэффициенту спроса;

2) по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки;

) по средней мощности и коэффициенту максимума;

)по средней мощности и среднеквадратичному отклонению, характеризующему отклонение расчетной нагрузки от средней нагрузки;

В данном дипломном проекте используется первый метод, как наиболее простой, по этому методу расчетную активную РРАС, кВт, и реактивную QРАС, кВАр нагрузки находят по следующим формулам:

РРАС = КС·∑РНОМ + КС· РОСВ (2.1)РАС = КС·∑ РНОМ·tgφ (2.2)

где: РНОМ - номинальная или установленная мощность объекта, кВт;

РОСВ - мощность осветительной нагрузки, кВт;

КС - коэффициент спроса, выбирается по таблицам [5].

Мощность осветильной нагрузки определяют по формуле:

РОСВ = РУД·F (2.3)

где: РУД - удельная мощность электроосвещения, кВт/м²;площадь объекта, м².

Полная расчетная нагрузка SРАС, кВА, определяется по формуле:

РАС = √РРАС2 + QРАС2 (2.4)

Определяется нагрузка пищеблока, согласно приведенным выше формулам и характеристикам:

РНОМ = 100 кВт; КС = 0,8; cosj = 0,8;

РУД = 10 Вт/м; F = 400 м²; tgj = 0,75.

РРАС = 0,8·100=80 кВт

QРАС = 80·0,88=70,6 кВАр

РОСВ =10·400/1000=4,0 кВт

Sр = Ö(80 + 4)2+70,62= 109,7 кВА

Расчет нагрузок для остальных потребителей выполняются аналогично, результаты расчета приведены в приложении (смотри приложение А).

.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

Различают 3 основные схемы электроснабжения: радиальная, магистральная и смешанная. Радиальными называют схемы, в которых электроэнергию от центра питания передают прямо к трансформаторной подстанции без ответвлений на пути для питания других потребителей. Такие схемы имеют много отключающей аппаратуры и питающих линий.

Схемы магистрального питания применяют в системе внутреннего электроснабжения предприятий, когда потребителей достаточно много и мощность их сравнительно невелика.

В практике чаще всего применяют смешанную схему. Такое решение позволяет создать схему внутреннего электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

В связи с этим, принимается смешанная схема питания потребителей электроэнергии.

.2.1 Обоснование принимаемых значений напряжения

Номинальное напряжение электрической сети значительно влияет как на технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. При повышении номинального напряжения снижаются потери мощности и электроэнергии, растут предельные мощности, передаваемые по линиям, но увеличиваются капитальные вложения на сооружение сети. Сеть меньшего напряжения требует, наоборот, меньших капитальных затрат, но приводит к большим эксплуатационным расходам из-за роста потерь мощности и электроэнергии, и обладает меньшей пропускной способностью. Поэтому важность правильного выбора номинального напряжения очевидна.

Экономически целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов: мощности нагрузки, удаленности от источника питания, их расположения друг от друга, от выбранной конфигурации сети, способов регулирования и др.

Исходя из технических условий и особенностей электроснабжения для внешнего электроснабжения принимается напряжение 10 кВ с установкой трансформаторной подстанции. Для внутреннего электроснабжения от трансформаторной и до распределительных пунктов принимается напряжение 0,4 кВ так, как отсутствуют приемники напряжением свыше 1000 В, а имеются приемники напряжением 0,38 кВ.

.2.2 Определение количества трансформаторных подстанций

Ориентировочно количество ТП можно определить путём анализа генерального плана предприятия и сосредоточения силовых нагрузок по объектам. Для выбора количества трансформаторных подстанций считаю целесообразным установить одну трансформаторную подстанцию, так как мощность объекта не велика.