СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Основная часть
1.1 Краткое описание технологического процесса
1.2 Характеристика ЭП завода ХВ
1.3. Расчет электрических нагрузок завода
1.3.1 Расчет электрических нагрузок для первой характерной группы
1.3.2 Расчет электрических нагрузок для второй характерной группы(вентиляционные установки)
1.3.3 Расчет нагрузки электрического освещения
1.4 Разработка схемы внешнего электроснабжения при реконструкции
1.4.1 Выбор номинального напряжения
1.4.2 Выбор сечения питающих линий
1.4.3 Разработка и выбор схемы внешнего электроснабжения
1.5 Разработка однолинейной схемы ГПП, её конструктивное исполнение и месторасположение
1.5.1 Принципы построения схем электроснабжения
1.5.2 Определение центра электрических нагрузок
1.6 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП
1.7 Расчет токов короткого замыкания
1.8 Выбор номинального напряжения(6; 10кВ)
1.9 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов КТП с учетом компенсации реактивной мощности
1.9.1 Выбор оптимального числа цеховых трансформаторов
1.9.2 Выбор конденсаторных батарей для снижения потерь мощности в трансформаторах
1.9.3 Выбор высоковольтных батарей
1.10 Разработка однолинейной схемы внутреннего электроснабжения
1.11 Выбор и проверка сечений кабелей
1.12 Выбор и проверка высоковольтного оборудования ГПП
1.12.1 Выбор выключателей
1.12.2 Выбор выключателей на стороне 10кВ
1.12.3 Выбор разъединителей
1.12.4 Выбор трансформаторов тока
1.12.5 Выбор трансформаторов напряжения
1.13 Расчет заземляющего устройства
1.13.1 Определение зон защиты молниеотводов ГПП
1.13.2 Выбор ОПН
1.14 Релейная защита трансформатора ТРДН 63000/110
1.14.1 Выбор трансформаторов тока и напряжения
1.14.2 Дифференциальная защита трансформатора
1.15 Газовая защита
1.16 Максимальная токовая защита
1.17 Защита от несимметричных внешних КЗ
1.18 Защита от технологических перегрузок
1.19 Автоматика на ГПП (АВР,АЧР,АПВ)
1.20 Измерение и учет электроэнергии. Телемеханизация завода
2 Специальная часть
2.1 Методы сушки трансформаторов
3 Организационно-экономическая часть
3.1 Технико-экономическое сравнение вариантов внутреннего электроснабжения
3.2 Смета затрат
3.3 Издержки по эксплуатации общезаводской части энергохозяйства
3.3.1 Определение основной и дополнительной (с начислениями на соцстрахование) зарплаты
3.3.2 Затраты на ремонт
3.3.3 Амортизационные отчисления
3.3.4 Прочие расходы
3.3.5 Издержки по эксплуатации общезаводской части электрохозяйства
3.3.6 Калькуляция себестоимости электроэнергии
3.3.7 Калькуляция себестоимости по двухставочному тарифу
3.4 Калькуляция себестоимости по одноставочному тарифу
3.5 Мероприятия по экономии электроэнергии
3.5.1 Использование осветительной аппаратуры с высокой степенью эффективности
3.5.2 Применение энергосберегающих технологий в компрессорных установках
3.5.3 Применение цеховых трансформаторов с соединением обмоток звезда-зигзаг
3.6 Технико-экономические показатели системы электроснабжения
3.7 Структура организации управления энергохозяйством
3.8 Технико-экономическое сравнение
4 Безопасность и экологичность проекта
4.1 Идентификация и анализ опасных и вредных факторов
4.1.1 Защитные меры и средства, обеспечивающие недоступность токоведущих частей под напряжением
4.2 Средства и меры безопасности при случайном появлении напряжения на металлических корпусах электрооборудования
4.3 Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие нормативную безопасность при ремонтах и обслуживании оборудования
4 Пожарная безопасность
4.5 Экологичность проекта
Заключение
Библиографический список
Приложение А
По заданию завод получает питание от ВЛ, проходящей в 23 км от завода.
Производство на заводе ХВ состоит из двух технологических потоков: потока корда и потока шелка на основе вискозы.
Кордная ткань вырабатывается на ткацких станках.
Шелк выпускается в бабинах, центрифугальным способом.
Завод ХВ работает в три смены. По требованиям надежности электроснабжения подавляющее большинство электроприемников основных производственных корпусов относится к потребителям II категории. Основными задачами, решаемыми в данном проекте, являются: оптимизация параметров системы электроснабжения завода химического волокна, путем правильного выбора напряжения внешнего электроснабжения; определение электрических нагрузок и требований бесперебойности электроснабжения; выбор рационального числа и мощности трансформаторов; рациональной конструкции промышленных сетей; выбор средств компенсации реактивной мощности; расчет релейной защиты элементов системы электроснабжения предприятия; рассмотрение вопросов безопасности и экологичности проекта; экономический расчет.
Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Для определения расчетной мощности применим метод коэффициента расчетной нагрузки.
Исходными данными для расчета являются:
- коэффициенты использования электроприемников;
- номинальная мощность электроприемников;
- средний коэффициент мощности.
ГПП является одним из основных звеньев системы электроснабжения. С целью определения места расположения ГПП предприятия строят картограмму электрических нагрузок. Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане предприятия окружности, состоящие из секторов силовой и осветительной нагрузки.
На основании расчетной нагрузки завода с учетом допустимой перегрузки произведен выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП. Установлены ТРДН 63000 кВА.
На заводе применены три типа трансформаторов, мощностью 1000, 1600, 2500 кВА. Всего на заводе установлено 17 ТП. Вся электроэнергия распределяется на напряжение 10 кВ по кабельным линиям, проложенных в земле. Для питания цеховых трансформаторов и двигателей выбраны сечения и марка кабеля АПвП с полихлорвиниловой изоляцией.
На плане подстанции изображено высоковольтное оборудование, выбранное по номинальным токам и токам короткого замыкания, а именно:
выключатели; разъединители; ОПН; ячейки КРУ.
Молниезащита выполнена стержневыми молниеотводами, которые размещены на линейных порталах.
Релейная защита рассчитана для трансформатора ГПП 63000/110.
Защиты данного трансформатора:
- дифференциальная защита;
- газовая защита;
- МТЗ;
- защита от несимметричных внешних КЗ;
- защита от технологических перегрузок;
В экономической части проекта составлена смета капитальных затрат по проекту, проведен расчет технико-экономических показателей проектируемой системы электроснабжения, расчетно подтверждена дешевизна и экономичность проектируемой системы электроснабжения.
В качестве специального вопроса рассмотрены методы сушки трансформаторов.
Появление влаги в масле обусловлено не только процессами его старения, но, в большей степени, старением твердой изоляции, а также попаданием влаги извне оборудования, например, из воздуха для трансформаторов со свободным дыханием. При этом влага распределяется между компонентами изоляции крайне неравномерно; основное количество воды - до 90-95 % сосредоточено в твердой целлюлозной изоляции. В этих условиях даже полное удаление влаги из масла не приведет к заметному снижению общего влагосодержания изоляции оборудования.
Исходя из этого можно в общем предложить 2 подхода к сушке трансформаторов:
1) использование малопроизводительных способов, которые позволяют с помощью простого и дешевого оборудования, требующего малых энергозатрат, но в течении длительного времени;
2) использование более дорогостоящего оборудования, которое производит сушку не только масла, но и твердой изоляции в течение короткого периода;
В качестве примера для таких устройств может служить акустический осушитель.
Принцип действия электростатического осушителя состоит в следующем: при быстром охлаждении масла в основном и дополнительном охладителях влага переходит из растворённого состояния в эмульгированное, образуя микроскопические капли. Масло с эмульгированной влагой поступает в коагулятор, в котором на игольчатых электродах создается резко неравномерное электрическое поле. Происходит втягивание капель влаги в область сильного поля и слияние их в более крупные капли. После коагуляции масло с крупными (до 150 мкм) каплями поступает в выделитель, где под действием слабо неоднородного поля капли воды осаждаются на поверхности стекла, образуя водяной слой. С помощью полиэтиленовых лопастей на роторе выделителя образовавшийся водяной слой снимается со стекла и стекает на дно выделителя, откуда вода периодически сливается. Подсушенное масло через фильтр подается обратно в трансформатор. Достоинствами электростатического осушителя являются:
1) непосредственное выделение влаги из масла, без использования дополнительной среды или реагента;
2) простота и низкая стоимость устройства;
3) низкое энергопотребление;
4) дополнительная очистка масла от механических примесей, осаждающихся вместе с водой на стекле и смываемых на дно выделителя.
К недостаткам следует отнести необходимость источника высокого напряжения, наличие вращающихся деталей, снижающих надежность устройства, и необходимость периодического слива воды, длительность сушки.
В качестве примера для второго подхода рассмотрим
Метод Smart Dry, сочетающий вакуумную сушку обмоток с низкочастотным нагревом (LFH).
Принцип сушки: сначала активная часть трансформатора нагревается путем подачи в высоковольтную (первичную) обмотку напряжения низкой частоты (до 1 Гц) при замкнутой накоротко обмотке низшего напряжения (вторичной).
Подача в первичную обмотку напряжения низкой частоты регулируется в зависимости от температуры обмоток, которая определяется путем непрерывного контроля их сопротивления.
Затем выпускают масло и создают вакуум.
После этого осуществляют сушку бака током низкой частоты. Количество удаляемой воды регистрируется прибором VZ402 и дополнительно измеряется в конденсаторе — емкости для конденсации продуктов откачки. В нем удаляемая из бака парообразная смесь переходит в жидкую фазу.
После сушки масло установки подготовки масла направляется обратно в бак.
Положительные эффекты:
удаление помимо воды, уксусной кислоты;
удаление свободной воды на дне;
время отключения трансформатора может быть сокращено до 10 – 16 сут вместо нескольких недель, которые требуются при традиционных методах сушки с помощью циркуляции масла.
