Дипломная работа: Проектирование электроснабжения предприятия

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Уральский энергетический институт

Кафедра «Автоматизированные электрические системы»

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой

________________ А.В. Паздерин

«____» _________________ 20__ г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Проектирование электроснабжения предприятия

по направлению 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника

Руководитель, доцент Лысак С.А.

Нормоконтролер, доц., канд. техн. наук 

Студент гр. ЭН-430108с (УЗЭ-63) Трощихин Р.Х.

Екатеринбург 2017

РЕФЕРАТ

Целью моего дипломного проекта является проектирование электроснабжения предприятия.

При проектировании решаются задачи, которые заключаются в определении расчетных электрических нагрузок, выборе числа и мощности цеховых трансформаторов. Для выбора элементов системы производится расчет токов короткого замыкания, рассматриваются вопросы, касающиеся релейной защиты цеховых трансформаторов и заземляющего контура трансформаторной подстанции.

Основные задачи, которые решаются при проектировании системы электроснабжения, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем рационального выбора оборудования.

цех электроснабжение линия кабельный

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СИМВОЛЫ

ВВЕДЕНИЕ

1 РАСЧЕТ СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА

1.1 Исходные данные для проектирования

1.2 Расчет электрических нагрузок потребителей ШС-1

1.2.1 Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

1.2.2 Расчет пиковых нагрузок ЭП

1.3 Выбор кабельных линий 0,4 кВ

1.3.1 Характеристика помещения

1.3.2 Выбор способа прокладки кабельных линий в помещении цеха

1.3.3 Разработка трассы кабельной линии

1.3.4 Выбор марки кабелей 0,4 кВ

1.3.5 Выбор сечения кабелей 0,4 кВ

1.3.6 Выбор сечения кабелей питающих электроприемники 0,4 кВ

1.3.7 Проверка кабельных линий по допустимой потере напряжения

1.3.8 Проверка по допустимой потере напряжения при пуске наиболее

мощного двигателя

1.4 Выбор оборудования цеховой трансформаторной подстанции

1.4.1 Выбор числа и типа цеховых трансформаторов ТП-10/0,4

1.4.2 Выбор мощности цеховых трансформаторов

1.4.3 Расчет нагрузочного тока КТП-10/0,4 и секции шин РУ-0,4 кВ

1.4.4 Выбор защитной аппаратуры КТП -10/0,4 кВ

1.4.5 Выбор защитной аппаратуры линий потребителей 0,4 кВ

1.5 Расчет токов коротких замыканий на стороне 0,4 кВ

1.5.1 Схема замещения и определение параметров цепи

1.5.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К3

1.5.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К2

1.5.4 Расчет токов короткого замыкания в точке К2

1.5.5 Проверка кабельных линий 0,4 кВ на термическую стойкость

1.5.6 Проверка автоматических выключателей 0,4 кВ на чувствительность

2 РАСЧЕТ СЕТИ 10 КВ ПРЕДПРИЯТИЯ

2.1 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых ТП

2.3 Расчет потерь в трансформаторах цеховых КТП

2.4 Выбор способа канализации электроэнергии

2.5 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ

2.5.1 Исходные данные для расчетов токов КЗ 10 кВ

2.5.2 Расчет токов короткого замыкания в кабелях 10 кВ

2.6 Выбор коммутационной аппаратуры в РП 10 кВ

2.7 Проверка кабельных линий 10 кВ на термическую стойкость

3 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА 10/0,4 кВ

4 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО КОНТУРА ТП ЦЕХА

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

6 ИЗОЛИРОВАННЫЕ ШИНОПРОВОДЫ

6.1 Общие сведения о шинопроводах

6.2 Конструкция изолированного шинопровода

6.3 Причины и область применения

6.4 Основные преимущества по сравнению с кабельными системами

6.5 Поизводство

7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

7.1 Общие сведения

7.2 Общие требования к заземлению и к защитным мерам электробезопасности

7.3 Требования пожарной безопасности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПЕЦВОПРОС

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

ВВЕДЕНИЕ

Целью раздела «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы является систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний по электротехнике, электрическим машинам, электроприводу и электроснабжению промышленных предприятий, а также приобретение практических навыков по решению задач, необходимых будущему специалисту.

Система электроснабжения промышленного предприятия должна обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией при удовлетворении требований по экономичности, надежности, безопасности, качеству электроэнергии, наличию резерва и т. п.

Выбор современного электрооборудования, проработка схемы управления, защиты, автоматизации, сигнализации электроприемников, разработка схемы электроснабжения цеха и (или) всего предприятия с использованием прогрессивных технических решений являются задачей раздела «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы.

Раздел «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы включает в себя рассмотрение следующих вопросов:

1) рассчитать нагрузку силового шкафа цеха и выбрать питающие линии к электроприемникам;

2) рассчитать нагрузку цеха, выбрать трансформаторы цеховой ТП и защитную аппаратуру;

3) рассчитать токи короткого замыкания сети 0,4 кВ;

4) рассчитать токи короткого замыкания сети 10 кВ;

5) выбрать количество и тип цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ;

6) выбрать коммутационную аппаратуру сети 0,4 кВ и сети 10 кВ;

7) произвести расчет затрат на сооружение сети электроснабжения;

8) произвести расчет контура заземления ТП;

9) рассмотреть вопрос об применении и эксплуатации изолированных систем шин.

Исходными данными электрической части выпускной квалификационной работы являются производственное (энергетическое) оборудование и механизмы, необходимые для обеспечения технологических процессов, заданных техническим заданием, а также площадь производственных помещений цеха (предприятия), параметры установленных электроприемников, существующие схемы системы электроснабжения и т. п. Указывается объект автоматизации.

В пояснительной записке выпускной квалификационной работы электрическая часть оформляется отдельной главой. Объём и содержание графической части определяются заданием на проектирование. Графическая часть содержит схему электроснабжения предприятия (цеха) .

По рекомендации руководителя выпускной квалификационной работы выполняются чертежи на листах стандартного формата А1:

1 РАСЧЕТ СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Знание электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников (шин, кабелей и др.) и трансформаторов по пропускной способности, а также для расчета потерь и отклонений напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств.

1.1 Исходные данные для проектирования

Схематический план предприятия задан в масштабе 1:1000

В таблице 1 заданы номинальные мощности электроприемников, коэффициентов использования и пуска, коэффициенты мощности указанных электроприемников, длины от электроприемников до ШС-1.

Таблица 1 - Исходные данные для первого этапа

Заданы расчетные нагрузки силовых шкафов цеха №4, средневзвешенный коэффициент использования и количество эффективных электроприёмников. Данная информация представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные для второго этапа

В качестве исходных данных заданы расчётные мощности остальных цехов на указанном предприятии, длина питающего кабеля 10 кВ от ГПП до РП. Данные указаны в таблице 3.

Таблица 3 - Исходные данные для третьего этапа

Данные по типу и глубине грунта приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Исходные данные по четвертому этапу.

План промышленного предприятия изображён на рисунке 1.

Рисунок 1- План промышленного предприятия

1.2 Расчёт электрических нагрузок потребителей ШС-1

Первым и основным этапом проектирования системы электроснабжения промышленного предприятия является определение расчетных значений электрических нагрузок. Они не являются простой суммой установленных мощностей электроприемников. Это обусловлено неполной загрузкой некоторых ЭП, неодновременностью их работы, вероятностным случайным характером включения и отключения ЭП и т.п.

Понятие «расчетная нагрузка» следует из определения расчетного тока, по которому выбираются все элементы сети и электрооборудование.

Расчетный ток- это такой неизменный средний на 30-ти минутном интервале времени ток, который приводит к такому же максимальному нагреву проводника или вызывает тот же тепловой износ изоляции, что и реальная переменная нагрузка.

1.2.1 Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Расчет ведется с помощью специальной таблицы: «Сводная ведомость расчета электрических нагрузок».

Порядок расчета разберем на примере группы станков цеха №4.

В графу 1 в соответствии со схемой питания заносим наименование ЭП и их характерных групп (ЭП с одинаковыми cosц и Ки), питающихся от данного узла.

ЭП длительного режима работы с переменным графиком нагрузки (Ки<0.6). Каждый многодвигательный агрегат считается как один ЭП суммарной мощностью всех входящих в него механизмов (характерная группа А).