Описание схемы электроснабжения

Введение

 

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

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей электроэнергии – городов и промышленных предприятий. Передача электроэнергии на большие расстояния стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

В настоящее время большинство потребителей получают электроэнергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение собственных ТЭЦ. Это обусловлено потребностью в теплоте для технологических целей и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии. КПД тепловых электростанций, производящих только электроэнергию, не выше 35%. КПД ТЭЦ достигает 70% за счёт эффективного использования тепла теплоносителя (пара) уже прошедшего турбину.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

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

 

Шифр индивидуального задания

 

Таблица 1 – Исходные данные

№ вар.	№ схемы	U1 кВ	U2 кВ	U3 кВ	P1 кВт	P2 кВт	P3 кВт	P4 кВт	P5 кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
77	2.11	110	6	0,66	1900	1950	1200	1210	–
	11	12	13	14	15	16	17	18	19
	P6 кВт	P7 кВт	P8 кВт	PМ1 кВт	PМ2 кВт	PСН кВт	TMAX час	cosφ	каб.*
	–	–	–	4000	800	340	4500	0,86	2–3

 

Элементы оборудования подлежащие выбору.

 

Задание: по исходным данным варианта № 77 произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (рисунок 2.11): трансформатор T1, Т2, Т3, выключатель нагрузки QF1, кабельную линию W2, силовые выключатели Q1, Q2, Q3, разъединителей QS5, QS12, QS4, QS3, QS2, QS1.

Материал жилы кабеля: алюминий.

Место прокладки кабеля: в воде.

 

Расчетно-пояснительная записка

 

Выбор трансформатора для собственных нужд Т2

 

Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:

S_сн=Р_сн/cosφ=340/0,86=395,35 кВА.

Из справочника (1, табл. 3.3) выбираем трансформатор собственных нужд.

Таблица 6 – Параметры трансформатора собственных нужд Т2

Параметры
ТСЗ-400/10	Установки
Uвн = 10 кВ	Uуст.в = 6 кВ
Uнн = 0,69кВ	Uуст.н = 0,66 кВ
Sсн = 400 кВА	Sуст=395,35 кВА

 

Производим выбор трансформатора типа ТСЗ-400/10.

С учётом допустимой перегрузки максимальная мощность нагрузки собственных нужд составляет:

S_{раб.мах}=1,5·S_н=1,5·400=600 кВА.

Определим ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора (это необходимо для выбора предохранителя):

I=S_тр/(√3·U).

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

I_{раб.мах(вн)}=600/(√3·6)=57,74 А.

Данный трансформатор соответствует предъявленным требованиям.

Выбор кабеля W2

 

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока.

Ток рабочего нормального режима I_н= 240,56А.

Ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора (из предыдущих расчётов): I_{раб.мах}=360,84 А.

Выбор производим, учитывая условия прокладки кабеля (см. исходные данные).

Тип изоляции – резиновая и пластмассовая.

Из (10, табл.1.3.36, с.40) для кабеля с алюминиевыми жилами, резиновой и пластмассовой изоляцией и Т_MAX= 4500 часов находим экономическую плотность тока:

Jэк=1,7 А/мм².

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ= I_{раб.мах}/Jэк=360.84/1,7=212,25 мм².

Выбрано стандартное сечение кабеля S=240 мм².

 

Таблица 10 – Параметры кабеля W3

Параметры
Кабеля	Установки
Uн = 6 кВ	Uуст = 6 кВ
S = 240 мм2	Sэ=212,25 мм2
Iдоп =480 А	Iраб.мах=360,84 А

 

Произведём проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

I_{раб.мах} < I_доп,

где I_{раб.мах} – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

I_доп =480 А ≥ I_{раб.мах}=360,84 А

I_{раб.мах} ≤ I_доп – условие выполняется.

Библиографический список

 

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с.

2. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей / Под ред.В.М.Блок - М.: Высш. школа, 1981. 304 c.

3. Справочник по проекитрованию электроэнергетических систем/ Под ред. С.С.Рокотина и И.М.Шапиро, 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 352 с.

4. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учебник для техникум. - М. Энергоатомиздат, 1989 - 672 с.

5. Применение государственных стандартов в курсовом и дипломном проектировании: Метод. указания / Сост.: В.В.Карпов, С.П.Шамец; ОмПИ. Омск, 1989. 32 с.

6. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Справочник. Выполнение электрических схем по ЕСКД: М.: Изд-во стандартов,1989. 325 с.

7. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1981. Т1. 536с.

8. Справочник по электрическим машинам / Под общ. ред. И.П.Копылова. М.: Энергоиздат, 1988.

9. Чунихин А.А. Электрические аппараты / Общий курс. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988. 720 с.

10. Правила устройства энергоустановок / Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и доп. М. Энергоатомиздат, 1986. Т.1,2. 648 с.

11. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые маслянные общего назначения. Допускаемые нагрузки.М.: Изд-во стандартов, 1985.

12. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 648 с.

13. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование. Электротехнология. М.: Высш. шк., 1987. 199 с.

14. Околович М. Н. Проектирование электрических станций. М.: Энергоатомиздат, 1982. 400 с.

15. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. М.: Энергоатомиздат, 1987. 568 с.

Введение

 

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

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей электроэнергии – городов и промышленных предприятий. Передача электроэнергии на большие расстояния стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

В настоящее время большинство потребителей получают электроэнергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение собственных ТЭЦ. Это обусловлено потребностью в теплоте для технологических целей и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии. КПД тепловых электростанций, производящих только электроэнергию, не выше 35%. КПД ТЭЦ достигает 70% за счёт эффективного использования тепла теплоносителя (пара) уже прошедшего турбину.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

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

 

Шифр индивидуального задания

 

Таблица 1 – Исходные данные

№ вар.	№ схемы	U1 кВ	U2 кВ	U3 кВ	P1 кВт	P2 кВт	P3 кВт	P4 кВт	P5 кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
77	2.11	110	6	0,66	1900	1950	1200	1210	–
	11	12	13	14	15	16	17	18	19
	P6 кВт	P7 кВт	P8 кВт	PМ1 кВт	PМ2 кВт	PСН кВт	TMAX час	cosφ	каб.*
	–	–	–	4000	800	340	4500	0,86	2–3

 

Элементы оборудования подлежащие выбору.

 

Задание: по исходным данным варианта № 77 произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (рисунок 2.11): трансформатор T1, Т2, Т3, выключатель нагрузки QF1, кабельную линию W2, силовые выключатели Q1, Q2, Q3, разъединителей QS5, QS12, QS4, QS3, QS2, QS1.

Материал жилы кабеля: алюминий.

Место прокладки кабеля: в воде.

 

Описание схемы электроснабжения

 

Схема подстанции с потребителями Р1 - Р4, М1. Выключатели Q1 - Q6 конструктивно выполнены на выкатных тележках и при массе каждого около полутонны могут свободно транспортировать­ся одним человеком на расстояния в пределах распределительного устройства (РУ).

Поэтому для вывода в ремонт выключатель отключается и выкатывается И) ячейки РУ. Так как видимый разрыв обеспечен (выключатель одновременно выпол­няет роль разъединителей, в связи с чем специальная их установка не требуется), можно производить необходимые работы.

Особенность - отсутствует выключатель на стороне высокого напряжения U1 подстанции, но появились другие коммутационные аппараты. Это короткозамыкатель QM1 и отделитель QR1. Работает эта система при возникновении КЗ в силовом трансформаторе Т1 следующим образом. При таком повреждении - РЗ (на схеме не показана) питающей линии W1, установленная в "голове" линии, может не почувст­вовать такой ток КЗ, а РЗ трансформатора, подключенная к ТА2 и ТА4, должна обя­зательно сработать. Последняя подействует на QN1, который замкнется и сделает искусственное КЗ, сопровождающееся большим током, значительно превышающим ток при КЗ в трансформаторе. Релейная защита линии W1 такой ток КЗ почувствует и подаст сигнал на отключение своего выключателя (на схеме не показан). После его срабатывания в бестоковую паузу отключится QR1, а АПВ линии W1 вновь включит головной выключатель, и у других потребителей восстановится питание.