Электроснабжение КТП 17 ЖГПЗ

Электроснабжение КТП 17 ЖГПЗ

Департамент образования

Актюбинской области

Актюбинский политехнический колледж

Курсовой проект

Тема: Электроснабжение ктп 17 жгпз

Выполнил:

Дубок Игорь Викторович

Руководитель:

Шкилёв Александр Петрович

АКТОБЕ 2007Г.

Содержание

1. Введение

2. Основные исходные данные

3. Расчет нагрузок и выбор трансформатора для питания нагрузки без компенсации реактивной энергии

4. Выбор трансформатора для питания нагрузки после компенсации реактивной энергии

5. Расчёт сечения и выбор проводов для питания подстанции (КТП)

6. Расчёт и выбор автоматов на 0,4кВ

7. Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

8. Проверка выбранных элементов

9. Организация эксплуатации и безопасность работ

Заключение

Графическая часть

Список используемой литературы

нагрузка трансформатор ток замыкание

1. Введение

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Передача электроэнергии на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

Каждое производство существует постольку, поскольку его машины-орудия обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины-орудия приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и ее количество. Изменение технологических процессов производства, связанное, как правило, с их усложнением, приводит к необходимости модернизации и реконструкции систем электроснабжения. В таких системах вместо дежурного или дежурных устанавливается ЭВМ, обеспечивающая управление системой электроснабжения. Эта ЭВМ получает информацию в виде сигналов о состоянии системы электроснабжения, работе устройств защиты и автоматики и на основе этой информации обеспечивает четкую работу технологического и электрического оборудования. При этих условиях дежурный, находящийся на пульте управления, только наблюдает за течением технологического процесса и вмешивается в этот процесс только в случае его нарушения или отказов устройств защиты, автоматики и телемеханики.

Из изложенного ясно, что современное производство предъявляет высокие требования к подготовке инженеров — специалистов в области промышленного электроснабжения; одновременно требуется значительное количество инженеров, располагающих также знаниями и в области автоматики и вычислительной техники. Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным только при наличии средств автоматики и квалифицированных инженеров в области автоматизированного электроснабжения. Следует отметить, что на многих заводах и фабриках нашей страны имеют место еще старые системы ручного обслуживания, и эти предприятия должны реконструироваться в условиях эксплуатации. Необходимость научного подхода к управлению системами электроснабжения крупных предприятий, применения автоматизированных систем управления с использованием управляющей вычислительной техники диктуется, с одной стороны, сложностью современных систем электроснабжения, наличием разнообразных внутренних взаимодействующих связей, а также недостаточно высокими характеристиками надежности эксплуатируемых устройств автоматики; с другой стороны, возможностью отрицательного влияния крупных потребителей электроэнергии на работу энергосистемы.

Реальными предпосылками применения управляющей вычислительной техники в системах электроснабжения можно считать следующие:

1) характер производства, передачи, приема и распределения электроэнергии между потребителями является непрерывным, безынерционным, быстротекущим; объект управления - развитая сложная техническая система;

2) управляющую вычислительную технику целесообразно применять в системах с высоким уровнем автоматизации технологического процесса, со значительными информационными потоками в системах контроля и управления; системы электроснабжения крупных промышленных предприятий относятся именно к таким системам;

3) современный уровень автоматизации систем электроснабжения на предприятиях позволяет использовать имеющиеся средства локальной автоматизации в АСУ электроснабжением;

4) высокие темпы развития производства вычислительных машин, совершенствование их элементной базы приводят к снижению стоимости вычислительной техники, что позволяет расширить сферу их применения.

Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта — электроэнергии. Вся получаемая электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузки необходима точная и немедленная реакция системы управления, компенсирующая возникший дефицит.

Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения кроме указанных выше положений включает также рациональные решения по выбору сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др.

Системный подход при решении оптимизационных задач предполагает управление качеством электроэнергии, направленное на уменьшение ее потерь в системах промышленного электроснабжения, а также на повышение производительности механизмов и качества выпускаемой продукции. Комплексное решение этой проблемы обеспечивает всемерное повышение эффективности народного хозяйства.

2. Данные основные и исходные

КТП 17 ЖГПЗ питается от системы энергоснабжения мощностью 160 МВА, линия передачи ВН 320 м.

Резервуарный парк 2 х 50000 м3

Требуется рассчитать нагрузки и выбрать трансформатор питания, рассчитать компенсирующее устройство ( КУ ) реактивной мощности, сечения проводов и кабельных линий, выбрать автоматы на 0,4 кВ и выключатели на 6 кВ. Произвести расчет токов короткого замыкания на шинах РП 0,4 кВ и на шинах 6 кВ. Произвести проверку выбранных аппаратов на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания. Составить электрическую схему КТП.

3. Расчет нагрузок и выбор трансформатора для питания нагрузи без компенсации реактивной энергии

Методика расчёта

; ; ,

где:  - номинальная активная нагрузка, кВт;

 - расчётная активная нагрузка, кВт;

 - расчётная реактивная нагрузка,квар;

 - расчётная полная нагрузка, кВА;

 - коэффициент реактивной мощности;

 - коэффициент спроса,

;

;

;

определяются потери в трансформаторе,

;

;

;

Определяется расчётная мощность трансформатора с учётом потерь, но без компенсации реактивной мощности.

.

Выбираем трансформатор ТМ 630/10/0,4;

.

Таблица 1. Сводная ведомость нагрузок

Ответ: Выбрано трансформаторы ТМ 630/10/0,4; Кз = 0,96.

4. Выбор трансформатора для питания нагрузки после компенсации реактивной энергии

Методика расчёта

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения

где: Q— расчетная мощность КУ, квар;

 — коэффициент, учитывающий повышение cos естественным способом, принимается = 0,9;

tg, tg— коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cos = 0,92.;.0,95.

Задавшись cosиз этого промежутка, определяют tg.

Значения , tg выбираются по результату расчета нагрузок из "Сводной ведомости нагрузок".

Задавшись типом КУ, зная Qкр и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности.

Применяются комплектные конденсаторные установки (ККУ) или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение cos

где Q — стандартное значение мощности выбранного КУ, квар. По tg определяют cos:

 ;

Определяется расчётная мощность КУ

Принимается cosφ= 0,95, тогда tgφ= 0,329.

По таблице выбирается УК 2-0,38-50 со ступенчатым регулированием по 25 квар.

Определяется фактические значения tgφ и cosφ после компенсации реактивной мощности:

 ; ,

Определяются расчётная мощность трансформатора с учётом потерь:

;

;

.

По таблице выбираем трансформатор ТМ 630/10/0,4;

; ;

; ;

; ;

; ;

Определяется

.

Таблица 2. Сводная ведомость нагрузок

Ответ: Выбрано 4*УКБ-0,38-50УЗ, трансформатор ТМ 630/10/0,4; Кз = 0,84.

5. Расчёт сечения и выбор проводов для питания подстанции (КТП)

Проверка выбранного сечения по допускаемой величине потери напряжения.

Высшее напряжение подстанции 6кВ низшее 0,4кВ.

Методика расчёта

Рассчитать линию электропередачи (ЛЭП)- это значит определить:

-                     сечение провода и сформировать марку;

-                     потери мощности;

-                     потери напряжения.

,

Потери мощности в ЛЕП определяются по формулам

; ,

где Iм.р – максимальный расчётный ток в линии при нормальном режиме работы, А. Для трёх фазной сети.

∆Pлэп – потери активной мощности в ЛЭП, МВт;

∆Qлэп – потери реактивной мощности в ЛЭП, Мвар;

Sпер – полная передаваемая мощность, МВА;

Uпер – напряжение передачи, кВ;

Rлэп, Xлэп – полное активное и индуктивное сопротивление, Ом;

nлэп – число параллельных линий.

.

Сопротивление в ЛЭП определяются из соотношений

; ,

где r0, x0 – удельные сопротивления, Ом/км.

Значение активного сопротивления на единицу длины определяется для воздушных, кабельных и других линий при рабочей температуре

,

где γ – удельная проводимость, .

Так как чаще всего длительно допустимая температура проводников 65 или 70 ˚С, то без существенной ошибки принимают

γ = 50 для медных проводов,

γ = 32 для алюминиевых проводов;

F – сечение проводника (одной жилы кабеля), мм2.

Значение индуктивного сопротивления на единицу длины с достаточной точностью принимается равным

Х0 = 0,4 Ом/км для воздушных ЛЭП ВН;

Х0 = 0,08 Ом/км для кабельных ЛЭП ВН.

Потери напряжения в ЛЭП определяются из соотношения

,

где ∆Uлэп – потеря напряжения в одной ЛЭП, %;

Pлэп – передаваемая по линии активная мощность, МВт;

Lлэп – протяженность ЛЭП, км;

r0, x0 – активное и индуктивное сопротивления на единицу длины ЛЭП;

Uлэп – напряжение передачи, кВ.

Для перевода % в кВ применяется соотношение

.

Определяем максимальный расчетный ток (2 – 130);

;

Определяется минимальное сечение проводов по формуле (2 – 131);

где F – сечение проводов, мм2.

Выбираем алюминиевый кабель проложенный в земле с сечением жил 25мм2.

Определяется сопротивление ЛЭП

;

;

.

Определяются потери мощности в ЛЭП

;

;

;

;

Определяются потери напряжения в ЛЭП

;

.

Ответ: кабель 3×25мм2, Iдоп = 60А, Lлэп = 320м, ΔSлэп = 4кВА, ΔUлэп = 0,55%.

6. Расчёт и выбор автоматов на 0,4кВ

Определяем силу тока после трансформатора на низкой стороне

;

Выбираем шины алюминиевые прямоугольного сечения 60×8мм, Iдоп = 1025А

Выбираем автомат серии Э10 (Электрон) Iном = 1000 А, коммутационная способность iвкл = 84 кА, Iоткл = 40 кА, односекундная термическая устойчивость iy = 1100 кА2*с.

Распределяется нагрузка по РУ

Для ШМА выбираем алюминиевые шины сечением 60×6мм2, Iдоп = 870А.

Определяем сечение кабелей и автоматы ШНН – ШМА

Выбираем трёхжильный кабель АВВГ 3×3×150мм2 на Iдоп = 3×255А, L = 10м, проложенный в воздухе и автомат АВМ - 10Н, Iном = 1000А, Iрас = 1000А, iвкл = 42кА, Iоткл = 20кА, уставка тока мгновенного срабатывания 2000А.

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

.

Для ШРА выбираем алюминиевые шины сечением 25×3мм2, Iдоп = 265А.

Определяем сечение кабелей и автоматы ШНН – ШРА

Выбираем четырёхжильный кабель АВВГ 150мм2 на Iдоп= 255А, L=10м, проложенный в воздухе и автомат АВМ-4Н, Iном = 400А, Iрас =400А, iвкл = 42кА, Iоткл = 20кА, уставка тока мгновенного срабатывания 700А.

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

.

Определяем сечение кабелей и автоматы для РУ (22 электрозадвижки и 8 осевых вентиляторов) с учётом коэффициента спроса;

;

Страницы: 1, 2