Электроснабжение электротермического цеха

Кроме того, габариты вентильных разрядников часто не позволяют разместить эти устройства в существующих распредустройствах. Уменьшение числа разрядных промежутков и защитного уровня разрядников приводит к снижению их надежности. Известны случаи, когда одновременное срабатывание разрядников в двух фазах приводило к их разрушению в результате межфазного замыкания.

9.7 Техника безопасности при эксплуатации силовых трансформаторов.

Задание на проектирование включает в себя разработку РЗ и, А автотрансформаторной подстанции. При эксплуатации силовых трансформаторов обслуживающий персонал может подвергаться следующим видам опасности: — опасность поражения электрическим током при обслуживании трансформатора под напряжением;- опасность травмы при работе на высоте и при ремонте трансформатора;- опасность возникновения пожара и взрыва в трансформаторе;- опасность отравления из-за токсичности трансформаторного масла;- опасность получения профессиональных заболеваний, связанных с повышенным уровнем шума при обслуживании трансформатора и др. В связи с этим, более подробному рассмотрению представим вопросы, связанные с организационными и техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ на трансформаторе, а в частности вопросы электробезопасности. Кроме того, так как в качестве основного охлаждающего агента в силовых трансформаторах используется масло, необходимо рассмотреть вопрос организации масляного хозяйства и его экологические аспекты. В качестве дополнительного рассмотрим вопрос защиты грунтовых вод на энергетических объектах. Помимо вышеперечисленных мероприятий по контролю качества подземных вод и предотвращения их загрязнения, необходимо также осуществлять меры по «оздоровлению» грунтов после аварийных протечек масла на трансформаторных подстанциях или других энергетических объектах. Так как в результате таких протечек и инфильтрации грунтовые воды могут содержать слои нефти. В настоящее время в мировой практике широко используется программа санации грунтовых вод на территориях трансформаторных подстанций, проект которых изначально не предусматривал поддонов для сбора протекающего масла. Программа санации содержит 3 стадии. На первой через скважины производится отбор масел с поверхности грунтовых вод (с использованием вакуумирования).

На второй в грунтовые воды подается сорбент (гранулированный активированный уголь). На третьей осуществляются меры по защите грунтовых вод (например, путем обработки почв), поддоны устанавливаются на предварительной стадии. Общая продолжительность таких работ составляет не боле 4 лет.

9.8 Энергосбережение.

На основании анализа полученной документальной информации, а также по результатам инструментальных измерений, анализом работы производства было определено, что основными направлениями снижения электропотребления на предприятии, являются: отключение трансформаторов с низким коэффициентом загрузки;

установка частотно-регулируемых приводов в котельной котельной и в системе вентиляции;

модернизация системы освещения. Вследствие регулярного повышения цен на электроэнергию тема энергосбережения при проектировании, строительстве и реконструкции зданий с каждым годом становится все более актуальной. Потребление электроэнергии системой освещения в здании занимает немалую долю совокупных расходов, а применение автоматического управления освещением предоставляет возможность существенно снизить потребление электро-энергии за счет применения различных датчиков и систем автоматизации. Оборудование для автоматического управления освещением, может быть установлено практически на всех типах зданий и сооружений, где имеется система искусственного освещения и стоит задача снизить энергопотребление. Современные датчики, используемые для управления освещением и другими нагрузками в зависимости от присутствия людей и уровня естественного освещения в контролируемой зоне, чаще всего реализованы на технологии пассивной ИК детекции. Использование пассивной ин-фракрасной технологии (PIR-Passive Infrared), в первую очередь, связано с возможностью проектировать и производить датчики с минимальным собственным энергопотреблением и приемлемой стоимостью. Современные датчики обладают высокими показателями и помехоустойчивости, широким разнообразием конфигураций зон обнаружения, удобны в эксплуатации, экономичны, экологически безопасны и, что крайне важно, не создают помех другим средствам электронной техники. Основной производственный комплекс относится ко второй категории энергоснабжения. В связи с этим, предлагается оставлять включенным в качестве источников питания по одному трансформатору в каждой подстанции.

Данный режим применяется для времени минимальных нагрузок. Данная мера позволит снизить потери в трансформаторах. Необходимо заметить, что в связи с этим увеличатся нагрузочные потери в трансформаторах, остающихся в работе. Из анализа работы приводов механизмов и насосного оборудования следует, что для рационализации работы электродвигателей необходима установка ЧРП. Годовая экономия при замене электродвигателя в натуральном выражении составит до 40% в год. Для обеспечения надёжности работы рекомендуются преобразователи частоты следующих производителей: Hyundai, Toshiba, Emotron, Siemens. Анализ состава системы освещения показал, что основными источниками света на предприятии являются светильники с лампами ДРЛ и люминесцентными лампами (ЛБ), но также присутствуют лампы накаливания (ЛН).Лампы ДРЛ, хотя и относятся к разряду энергосберегающих ламп, но имеют относительно низкую светоотдачу и более высокое энергопотребление по сравнению со светодиодными светильниками. Необходимо рассмотреть возможность их замены на более эффективные источники света.

Для замены ламп ДРЛ рекомендуется использовать лампы типа ДНаТ, ДНаЗ, ДНаМт (натриевые, высокого давления) и МГЛ (ДРИ, ДРИЗ), которые обладают светоотдачей в 1,8 — 2,2 раза выше, а также светодиодные лампы. Для замены ламп ЛН — светодиодные лампы LED. Для электроосвещения производственных и административных помещений приняты экономичные светильники с большим световым потоком. Схема управления освещением предусматривает возможность как полного, так и частичного включения осветительных установок с учетом эксплуатации и технологического процесса. Предусматриваемые технические решения по электроосвещению сокращают потребление электроэнергии на 20% от расхода на электроосвещение. 3]10. Расчёт и выбор заземления. Защитные и заземляющие проводники и проводники уравнивания потенциалов медные. Сечение проводников соответствует требованиям гл. 1.

7.ПУЭ изд.

7. Все электрические щиты, и его конструкции, кабельные лотки и другие токопроводящие части связать с общим контуром заземления. Проектом предусмотрено сооружение искусственного наружного контура заземления выполненного из стальной полосы сечением 40×4 мм проложенной по периметру бизнесс-центрана расстоянии не менее 1 м от наружных стен. В целях электробезопасности предусмотрены основная и дополнительная система уравнивания потенциалов. В электрощитовых устанавливается главные заземляющие шины (ГЗШ), соединенные с наружным контуром заземления двумя проводниками. ГЗШ присоединяются нулевые рабочие и защитные шины ВРУ. Дополнительной системой уравнивания потенциалов оборудуются помещения ванных комнат, гостиничных номеров, всех влажных технологических помещений кафе, электрощитовых, насосных, венткамер, ИТП в соответствии с п.

17.83 ПУЭ. Рисунок 10.1 — Система заземления TN-S.Расчет системы защитного заземления контейнера. Расчет контура заземления.

Исходные данные :=100 Омм — удельное сопротивление грунта;kc = 1,7 — сезонный климатический коэффициент вертикального заземлителя;k = 4 — сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя; = 2,5м — длинна вертикального заземлителя;t = 0,7м — заглубление горизонтального заземлителя;

Н — толщина верхнего слоя грунта, м, Н = 1,95 м = 0,7 — коэффициент использования вертикального заземлителя; = 0,24 — коэффициент использования горизонтального заземлителя;b = 40 мм — ширина горизонтального заземлителя (соединительная полоса);d = 47,5 мм — диаметр вертикального заземлителя (пруток), при использовании уголка d = 0,95f, где f — ширина полки уголка, мм.;а = 2м — шаг между вертикальными заземлителями;Rзн = 4 Ом — нормированное значение сопротивления заземления. Согласно ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта равно: Rз = 4 ОмРасчет заземляющего устройства сведено к определению числа вертикальных заземлителей и длины соединительной полосы. Для упрощения расчета принято, что одиночный вертикальный заземлитель представляет собой стержень. Сопротивление одиночного вертикального заземлителя определено по формуле:

Расчетное удельное сопротивление определено из выражения:

Подставив значения, определен расч.

в = 170 Омм. Отсюда, сопротивление одиночного вертикального заземлителя равно: Rв= 53,92 Ом. Определено количество стержней вертикального заземлителя: шт. Вычислена длина горизонтального заземлителя, что соответствует длине полосы соединяющей вертикальные стержни. Определено сопротивление растеканию тока горизонтального заземлителя (соединительной полосы):

где расч.

г = 400 Оммподставив значения, найден Rг= 17,31 Ом. Действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования полосы:

Сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя: = 4,23 ОмУточненное количество вертикальных заземлителей составило:

шт.

Таким образом участок контура заземления представляет собой 19 вертикальных заземлителей (уголок 50×50мм с шагом 2м), соединенных горизонтальным заземлителем длинной 41 м (полоса 40×4).Рисунок 10.2 — Схема заземления и выравнивания потенциалов.

Начиная от ВРУ все электрические цепи запроектированы 5- проводными (380 В) и 3- проводными (220 В). Предусмотрена возможность распознавания проводников электрических цепей по всей длине по цвету. Кабели и провода приняты с цветной изоляцией жил: фазные проводники (L1, L2, L3) — черный, серый, коричневый цвет изоляции; нулевой рабочий проводник (N) — голубой цвет изоляции; нулевой защитный проводник (РЕ) — зелено-желтый цвет изоляции. Для повышения электробезопасности в цепях питающих штепсельные розетки для переносных электроприемников и электропотребителей в помещениях с повышенной опасностью поражена электрическим током установлены устройства реагирующие на токи утечки не более 30мА (УЗО).В работе предусмотрено автоматическое отключение вентиляции при пожаре с сохранением питания цепей защиты от замораживания. Молниезащита объекта предусмотрена по 3 уровню в соответствии с рекомендациями СО-53.

02.122−03. На кровле здания в слое стяжки утеплителя уложена молниеприемная сетка из круглой стали диаметром 8 мм. Размер ячеек сетки 10×10 м. сетку проложить на всех возвышающихся над кровлей частях строительных конструкций (венткамеры, машинные отделения лифта, ограждения). К сетке присоединяются все металлические возвышающиеся над кровлей детали инженерных систем здания и строительных конструкций (венткороба, трубы ограждения и т. п.). все соединения выполнить на сварке с покрытием мест сварки антикоррозийным составом. От сетки кровли в штрабах наружных стен здания выполнить спуски токоотводов из стальной проволоки Д=8 мм до искусственного контура заземления и уравнивания потенциалов. На высоте 1 м от уровня земли предусмотрен горизонтальный пояс из стали Д=8 мм, соединяющий вертикальные токопроводы. Все сети и электрооборудование проверены по условиям действия токов короткого замыкания соответствии с гл. 14 и 17 ПУЭ. 11. Релейная защита и автоматика.

11.1 Существующие схемы управления и защиты ячейки 6 кВВ качестве основной защиты выбираем максимальную токовую защиту. В сетях с изолированной нейтралью применяются двухфазные схемы. Установим максимальную токовую защиту с зависимой характеристикой по схеме двухфазной защиты на постоянном оперативном токе. На рисунке 11.1 представлена двухфазная схема максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой. Рисунок 11.1 — Двухфазная схема максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой. Выберем ток срабатывания защиты: (11.1)КН = 1,2КВОЗВ = 0,86КЗ = 1,2 — так как нет двигателей. Вторичный ток срабатывания реле:

Так как используется схема неполной звезды:

КСХ = 1Чувствительность защиты:

Проверка кабельных линий 6 кВ по условиям термической стойкости токам замыкания.

Сечение кабеля на термическую устойчивость для трёхфазного замыкания проверяется по выражению: (11.2)где С = АК — АНАЧ — коэффициент соответствующий разности выделенного тепла в кабеле после и до замыкания. tПР — приведённое время [12]. tПР = f (β'')tПР = tПР П + tПР АtПР П = 0,1 с. Расчет параметров срабатывания максимальной токовой отсечки. Ток срабатывания мгновенной токовой отсечки (МТО), А.,(11.1)где Кот- коэффициент отстройки, принимаем равным 1,2;

— максимальная значение периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, на стороне низкого напряжения трансформатора, А;Кт — коэффициент трансформации защищаемого трансформатора.,(11.2)Полученное значение подставляется в формулу (11.1).Ток срабатывания реле МТО, А.,(11.3)где Ксх — коэффициент схемы, равный 1,;Ктт — коэффициент трансформации трансформатора тока, о.е.Трансформатор тока выбирается по номинальному току трансформатора на стороне высокого напряжения IВН. ном, А.,(11.4)Принимаем трансформатор тока с номинальным первичным током 50 А, имеющий Ктт = 10. Коэффициент чувствительности защиты, ,(11.5)где — ток двухфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, А, определяется по формуле,(11.6)где — ток трехфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, А. Полученное значение подставляется в формулу (11.5).Таким образом, можно сделать вывод, что требуемая чувствительность обеспечивается. Расчет параметров срабатывания максимальной токовой защиты МТЗ. Ток срабатывания максимальной токовой защиты, А.(11.7)где Кот — коэффициент отстройки, равный 1,2;Кв — коэффициент возврата реле, принимается равным 0,85;Iраб.max — наибольшее значение рабочего тока трансформатора, принимается равным 58,5 с учетом допустимой перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме, Ток срабатывания реле МТЗ, А.,(11.8)Коэффициент чувствительности защиты, о.е.,(11.9)Делаем вывод, что требуемая чувствительность обеспечивается. Время срабатывания защиты, с.(11.10)где tсз.пр.- время срабатывания защит отходящих присоединений, принимается равным 0,3, с;t — ступень селективности, равная 0,5, с;Расчет параметров срабатывания токовой защиты от перегрузки с действием на сигнал. Ток срабатывания токовой защиты с действием на сигнал.(11.11)где Кн — коэффициент надежности, принимается равным 1,05;Iсз = 1,051,345,033= 61,470 А. Ток срабатывания реле, А.,(11.12)Время срабатывания защиты, с.(11.13)ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью выпускной работы является организация электроснабжения электротермического цеха. Для выполнения поставленной задачи, в процессе проектирования объекта исходя из требуемой степени надежности электроснабжения потребителей электроэнергии, выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения. В работе рассмотрен вариант определения силовой электрической нагрузки способом коэффициента расчетной мощности, выбраны аппараты защиты, компенсирующая установка, провода и кабели, используемые для качественного энергообеспечения электроприемников. В результате расчётов проектируем ТП с выключателем на стороне высшего напряжения. По расчётным нагрузкам с учётом компенсации реактивной мощности были выбраны трансформаторы ТП типа ТМ-100. ТП выбрана двухтрансформаторная отдельностоящая. В случае аварийной ситуации предусмотрена возможность резервного электроснабжения от дизельной электростанции.

При модернизации оборудования подстанции были выполнены следующие виды работ:

Замена морально и технически устаревшего масляного коммутационного оборудования на вакуумные выключатели. Установка новых силовых трансформаторов с более низкими потерями электроэнергии. Замена осветительного оборудования цеха на энергоэффективные индукционные светилники. На стороне 0,4 кВ спроектированы современные комплектные распределительные устройства серии КСО-285 со встроенными в них выключателями типа ВБСК-10−12,5/630. В КРУ выключатели, измерительные трансформаторы напряжения и ОПН устанавливаются на выкатной тележке шкафа. Преимущество такой конструкции заключается во взаимозаменяемости однотипных выкатных тележек и в том, что отдельные отсеки шкафа отделены друг от друга металлическими перегородками. На сегодняшний день энергосбережение является высшим приоритетом государственной энергетической политики. Обновление морально и физически изношенного оборудования и аппаратуры контроля опасных ситуаций — главные факторы, как в политике энергосбережения, так и в промышленной безопасности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Правила устройства электроустановок — М.: Энергоатомиздат, 2011 г. Шеховцов В. П. Расчёт и проектирование систем электроснабжения. Методическое пособие по курсовому проектированию. Москва Форум-Инфра-М, 2004.

Белявин К.Е., Кузнецов Б. В., Электробезопасность при эксплуатации электроустановок. Изд. 2-е, Минск, УП Технопринт, 2004.

Куценко Г. Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок. Минск, Дизайн ПРО, 2003.

Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Изд. 4-е, Москва, Высшая школа, 1990.

Липкин В.И., Князевский П. А. Электроснабжение промышленных предприятий. Изд. 3-е, Москва, Высшая школа, 1986.

Сибикин Ю.Д., Барэмбо К. Н., Селятенко И. Т. Эксплуатация и ремонт электрооборудования машиностроительных предприятий. Москва, Машиностроение, 1971ГОСТ 2.105−95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Изд. 7-е, Министерство энергетики Российской Федерации, 2011.

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, Изд. 4-е, 2005.

Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/. — 5-е изд. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013.

Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: справочник / под общ. ред. В. Л. Вязигина, В. Н. Горюнова, В. К.

Грунина (гл. редактор). — Омск: Редакция Ом. науч. вестника, 2006. — 268 с. Озерский В. М. Расчеты электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учеб.

пособие / В. М. Озерский, И. М. Хусаинов, И. И. Артюхов. Саратов: СГТУ, 2010. — 74 с. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 января 2013 г.

— М.: КНОРУС, 2013. — 854 с. Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С. С. Петрова, О. А. Васильева.

Рожкова Л. Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для учреждений сред. проф. образования / Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева. Т. В. Чиркова. -.

8-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — 448с. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования: РД 153−34.0−20.527 98 / под ред. Б.

Н. Неклепаева. — Введ. 1998;03−23. ;

М.: ЭНАС, 2002. — 152 с. СП 52.

13 330.

Естественное и искусственное освещение. Дата введения 2011;05−20 Справочная книга по светотехнике/ Под ред. Ю. Б. Айзенберга. — М.: Энергоатомиздат, 1983. ;

472с.Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д. Л. Файбисовича, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Cкунов, М. А. Задачи сетевого планирования и расчета экономической эффективности: учебное пособие /М. А.

Плескунов. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. — 92 с.