Дипломный проект - Проектирование электроснабжения химического комбината

В работе изложены особенности технологического процесса, дается ха-рактеристика предприятия и потребителей электроэнергии, находящихся на проектируемом комбинате. В работе производится расчет электрических нагрузок (силовых и осветительных); построение картограммы нагрузок и выбор месторасположения, числа и мощности силовых трансформаторов ГПП и ЦТП, в том числе проверка их на перегрузочную способность; определение мощности компенсирующих устройств; проектирование распределительной сети предприятия; определение величины токов короткого замыкания; выбор и проверка коммутационной аппаратуры, токоведущих частей в распределительной сети предприятия, выбраны элементы релейной защиты, проведена экономическая оценка выполненного проекта электроснабжения комбината, а также выполнен расчет молниезащиты и искусственного заземления.

Содержание
Введение 7
1 Общая характеристика предприятия 8
1.1 Особенности технологического процесса 8
1.2 Характеристика потребителей по производственной среде и надежности 9
2 Определение электрических нагрузок комбината 10
2.1 Определение силовых электрических нагрузок комбината напряжением ниже 1000 В 10
2.1.1 Определение расчетных нагрузок силовых электроприемников ремонтно-механического цеха методом коэффициента расчетной мощности 10
2.1.2 Расчет нагрузок остальных цехов предприятия методом коэффициента спроса 12
2.2 Расчетные осветительные нагрузки комбината 12
2.2.1 Расчет осветительных нагрузок по цехам предприятия 12
2.2.2 Определение нагрузок наружного освещения территории комбината 13
2.3 Определение расчетных нагрузок комбината с учетом освещения 14
2.4 Расчет нагрузок комбината напряжением выше 1000 В 14
2.5 Суммарная расчетная нагрузка комбината 16
3 Выбор источников питания комбината и построение картограммы электрических нагрузок 18
4 Предварительный выбор типа, числа, мощности трансформаторов цеховых подстанций, их месторасположения и выбор схемы распределительной сети 20
4.1 Выбор числа, месторасположения и мощности ЦТП 20
4.2 Выбор схемы подключения трансформаторов на ЦТП и схемы распределительной сети 22
5 Выбор типа, числа и предварительной мощности трансформаторов на ГПП и главной схемы соединений 23
6 Компенсация реактивной мощности 24
6.1 Составление уравнения баланса реактивной мощности и определение мощности компенсирующих устройств 24
6.2 Размещение компенсирующих устройств на территории предприятия 25
7 Окончательный выбор мощности трансформаторов и проверка их на перегрузочную способность 27
7.1 Уточнение мощности трансформаторов с учетом КУ 27
7.2 Проверка трансформаторов ЦТП на перегрузочную способность 28
7.3 Проверка трансформаторов ГПП на перегрузочную способность 31
8 Выбор сечений проводов и кабелей на сторонах 110, 10 и 0,4 кВ 34
8.1 Расчет питающей сети 34
8.2 Выбор отходящих кабельных линий напряжением 10 кВ 36
8.3 Выбор кабельных линий напряжением ниже 1000 В 38
9 Расчет токов короткого замыкания на сторонах 110, 10 и 0,4 кВ 39
9.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне выше 1000 В 39
9.1.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К1 39
9.1.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К2 42
9.2 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ 47
9.2.1 Расчет тока трехфазного короткого замыкания в точке К5 47
9.2.2 Расчет тока однофазного короткого замыкания в точке К5 51
10 Выбор и проверка оборудования ГПП на стороне 110 кВ 55
10.1 Выбор высокочастотного заградителя 55
10.2 Выбор подвесных изоляторов 55
10.3 Выбор ограничителя перенапряжений 55
10.4 Выбор и проверка разъединителя 56
10.5 Выбор и проверка высоковольтных выключателей 57
10.6 Выбор и проверка трансформаторов тока в цепи выключателя 58
10.7 Выбор аппаратов в нейтрали силового трансформатора 58
10.8 Выбор трансформаторов тока в цепи силового трансформатора 59
10.9 Выбор трансформатора напряжения на стороне 110 кВ 59
11 Выбор и проверка основного оборудования ГПП на стороне 10 кВ 61
11.1 Выбор типа и конструкции распределительного устройства внутренней установки 61
11.2 Шинный мост 61
11.3 Опорные изоляторы внутренней и наружной установки, выбор и проверка 64
11.4 Проходные изоляторы, выбор и проверка 66
11.5 Проверка выключателей КРУ ячейки ввода, секционной ячейки и ячейки отходящей линии 66
11.6 Проверка отходящей кабельной линии для ЦТП-6 67
11.7 Трансформаторы тока: ячейки ввода, ячейки секционного выключателя, отходящей линии 68
11.7.1 Выбор и проверка трансформаторов тока ячейки ввода 68
11.7.2 Трансформаторы тока ячейки секционного выключателя, их проверка 70
11.7.3 Трансформаторы тока ячейки отходящей линии, выбор и проверка 71
11.8 Сборные шины ТП 72
11.9 Трансформатор напряжения на стороне 10 кВ, выбор и проверка 74
11.10 Выбор предохранителей для защиты трансформатора напряжения 75
11.11 Выбор предохранителей для защиты цехового трансформатора 76
11.12 Выбор выключателей нагрузки 76
11.13 Выбор и проверка разъединителя 76
12 Собственные нужды подстанции 77
12.1 Выбор мощности трансформатора собственных нужд 77
12.2 Выбор предохранителей для защиты трансформатора собственных нужд 78
13 Релейная защита и автоматика 79
13.1 Защита от междуфазных коротких замыканий 79
13.2 Защита от перегрузки 81
13.3 Защита от замыканий на землю 81
13.4 Защита от понижения напряжения 83
14 Проектирование искусственного заземления 85
14.1 Общие сведения о заземляющих устройствах 85
15 Расчет молниезащиты для РМЦ 88
16 Экономическая часть 89
16.1 Расчёт капитальных затрат на кабельные линии 89
16.2 Расчёт капитальных затрат на сооружение подстанций и распределительных пунктов 90
16.2.1 Стоимость монтажа трансформаторных подстанций 90
16.2.2 Стоимость оборудования трансформаторных подстанций 90
16.2.3 Капитальные затраты на сооружение зданий ЗРУ ГПП 91
16.2.4 Капитальные затраты на оборудование РУ и его монтаж 91
16.3 Определение суммарных капитальных вложений 91
16.4 Определение ежегодных эксплуатационных расходов 92
16.4.1 Расчет стоимости годовых потерь электроэнергии 92
16.4.2 Фонд оплаты труда обслуживающего персонала 93
16.4.3 Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды 95
16.4.4 Отчисления на страхование от несчастных случаев на производстве 95
16.4.5 Годовые материальные затраты на ремонт элементов электроснабжения 95
16.4.6 Затраты на ремонт строительной части 96
16.4.7 Отчисления на обязательное страхование имущества 96
16.4.8 Оплата процентов за использование краткосрочных кредитов 96
16.4.9 Общесетевые расходы 96
16.4.10 Прочие расходы 96
16.4.11 Амортизационные отчисления на реновацию ОПФ 96
16.5 Математическое ожидание ущерба от перерывов в электроснабжении 97
16.6 Годовые приведенные затраты 97
17 Спецвопрос 98
17.1 Особенности применения проводов нового поколения в качестве молниезащитных тросов 98
18 Техника безопасности в электроустановках 104
Заключение 105
Список использованных источников 106
Приложение А 109
Приложение Б 110
Приложение В 111
Приложение Г 113
Приложение Д 115
Приложение Е 118
Приложение Ж 119
Приложение И 120
Приложение К 121
Приложение Л 122

Чертежи проекта :
1. Генеральный план комбината
2. Схема внутреннего электроснабжения предприятия
3. Схема главной понизительной подстанции
4. План и разрез ГПП

Заключение
Спроектированное электроснабжение комбината имеет следующую структуру: питание от энергосистемы производится по двухцепной воздушной линии электропередачи, выполненной проводом марки АСК-120 длиной 7,2 км на напряжении 110 кВ. В качестве пункта приема электроэнергии используется двухтрансформаторная ГПП с трансформаторами ТДН-10000/110. 
Для определения месторасположения ГПП построена картограмма нагрузок на основе суммарной расчетной нагрузки по комбинату. Питание потребителей осуществляется по радиальным и магистральным схемам кабельными линиями. На территории комбината расположены 16 КТП. 
С целью проверки оборудования и элементов схемы электроснабжения проведен расчет токов короткого замыкания. На основании этих данных выбраны аппараты на сторонах 110 кВ, 10 кВ, а также проведена проверка оборудования и кабельных линий на действие токов короткого замыкания. 
Для того, чтобы обеспечить защиту элементов схемы электроснабжения спроектирована релейная защита на основе микропроцессорного терминала «SEPAM M81» производства Schneider Electric.
На основе выбранных элементов электрической сети произведена экономическая оценка выполненного проекта электроснабжения химического комбината.
В качестве трансформаторов собственных нужд подстанции приняты два трехфазных сухих трансформаторов марки ТЛС-СЭЩ-63 на каждую секцию. 
В итоге разработано электроснабжение комбината, соответствующее современным требованиям безопасности, надежности, экономичности, предъявляемым к сетям промпредприятий.