Сроки выполнения и руководство дипломного проекта

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению дипломного проектирования по дисциплине

«Электроснабжение предприятий и гражданских зданий»

 

для обучающихся по специальности 2-360331

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования (по направлениям)»

 

2016

1 Цели и задачи дипломного проекта

Дипломный проект выполняется для углубления теоретических знаний учащихся и практического применения их при проектировании систем элек­троснабжения в соответствии с выбранной специальностью и специализаци­ей. Выполнение дипломного проекта планируется после изучения учащимися дисциплины.

Выполнение учащимися дипломного проекта преследует следующие цели:

- систематизация и закрепление теоретических знаний по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий»;

- развитие навыков самостоятельной работы;

- выявление степени подготовленности учащихся к профессиональной деятельности по избранной специальности (специализации);

- приобретение некоторого опыта в технике расчетов по основным во­просам экономики энергетического хозяйства.

В дипломной работе учащийся должен показать:

- глубокие теоретические знания по изучаемой дисциплине;

- умение творчески применять полученные в процессе обучения знания при решении конкретных задач;

- навыки самостоятельной работы;

- умение четко и ясно формулировать постановку задач, логически стройно излагать материал, обобщать результаты, аргументировать выводы и делать предложения;

- умение использовать необходимые литературные и нормативные ис­точники, работать с современной вычислительной техникой.

В дипломном проекте предлагается рассматривать вопросы, все расчеты и пояснения по которым должны быть приведены в записке в следующей по­следовательности:

Введение

1 Исходные данные

2 Характеристика потребителей электроэнергии

3 Расчет электрических нагрузок

4 Компенсация реактивной мощности

5 Выбор числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций

6 Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

7 Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ от перегрузки и токов короткого замыкания

8 Выбор параметров и сечения распределительной сети

9 Расчет заземляющего устройства подстанции

10 Спецификация электрооборудования

Заключение

Список используемых источников

Объем пояснительной записки не должен превышать 20 страниц печат­ного текста.

 

Сроки выполнения и руководство дипломного проекта

Тема и исходные задания дипломного проекта определяются преподава­телем в соответствии с учебной программой дисциплины. Количество вари­антов тем дипломного проекта должно быть равно числу учащихся в группе. Задание выдается учащемуся не позднее, чем за 1,5 месяца до срока сдачи дипломного проекта.

Общее руководство и контроль хода выполнения дипломного проекта осуществляет преподаватель соответствующей дисциплины, который прово­дит консультации за счет часов, предусмотренных на курсовое проектирова­ние учебным планом специальности.

Работа учащихся по выполнению дипломного проекта осуществляется по графику, составленному преподавателем-руководителем дипломного проекта, где указываются сроки выполнения основных разделов проекта. Выполнение графика учащимися группы проверяется преподавателем-руководителем.

 

Структура дипломного проекта

Дипломный проект должен содержать следующие структурные элементы:

- титульный лист;

- содержание;

- введение;

- основную часть;

- заключение;

- список использованных источников;

- приложения (при необходимости).

 

Титульный лист

Титульный лист является первой страницей дипломного проекта служит источником информации, необходимой для ее обработки и поиска.

 

Содержание

Содержание должно включать наименования структурных элементов дипломного проекта («Введение», названия пунктов основной части, «Заклю­чение», «Список использованных источников», приложения) с указанием номеров страниц, на которых размещается начало материала соответст­вующих частей.

 

Введение

Введение представляет собой вступительную часть дипломного проекта, в котором должны быть отражены следующие аспекты: современные про­блемы, касающиеся темы проекта; актуальность темы, ее значимость на со­временном этапе развития электроэнергетики; цель и задачи дипломного про­екта; объект и предмет исследования; привести основные положения энер­гетической политики, проводимой в Республике Беларусь; указать роль и место энергохозяйства в деятельности промышленного предприятия; струк­тура и проекта. Объем введения составляет до 3-х страниц.

Цель должна отражать главный результат, который предполагается достичь в результате выполнения дипломного проекта.

Исходя из развития цели проекта, определяются задачи. Это обычно дается в форме перечисления (проанализировать..., разработать..., обоб­щить..., выявить..., найти..., определить..., выяснить..., установить взаи­мосвязь... и т.п.). В последующем, при написании заключения учащимся целесообразно сделать выводы, отражающие достижение цели и выполне­ния задач проекта.

Во введении необходимо раскрыть актуальность выбранной темы, указать на основе каких источников выполнен дипломный проект.

В завершении введения необходимо указать объем и структуру дипломного проекта, количество таблиц, литературных источников и приложений.

 

Заключение

В заключении подводятся итоги проделанной работы. Оно должно со­держать ответы на сформулированные во введении задачи исследования. По­этому заключение должно нести особую смысловую нагрузку. Полученные результаты представляются в форме выводов и обобщений Объем заключе­ния должен составлять до 2-х страниц текста.

Реактивной мощности

 

Под компенсацией реактивной мощности понимается снижение реактивной мощности, циркулирующей между источниками тока и электроприемнками, а, следовательно, и снижение тока в генераторах и сетях.

Во вновь проектируемых электрических сетях компенсация реактивной мощности позволяет снизить число и мощность силовых трансформаторов, сечения проводников линий и габариты аппаратов распределительных устройств.

До 1974г. основным нормативным показателем, характеризующим потребляемую реактивную мощность, был коэффициент мощности (cos j), определяющий, какую часть при неизменной полной мощности (S) составляет активная мощность (Р).

При снижении потребления реактивной мощности Q до значения (Q – Q _к) величина угла j ₁ уменьшается до угла j ₂ (рис. 2.1), что приводит к увеличению коэффициента мощности при постоянной величине передаваемой активной мощности до значения

P

S 2

S1

j 2

j 1

Q к

Q

 

 

 

Рис. 2.1 Диаграмма, иллюстрирующая работу компенсирующего устройства

 

На границе раздела потребителя и энергоснабжающей организации в зависимости от места присоединения потребителя в энергетической системе средневзвешенное значение коэффициента мощности должно было находиться в пределах 0,85... 0,95.

В действующих системах электроснабжения мощность компенсирующих устройств можно определить по следующему выражению:

Q _к = Р _р(tg j ₁ - tg j ₂),                                        (2.1)

где Р _р – расчетная активная нагрузка потребителя; tg j ₁, tg j ₂ – коэффициенты реактивной мощности соответственно фактический и нормативный.

Пример. Активная и реактивная мощность потребителя составляет

Р_р = 18 кВт, Q_p =26 квар. Рассчитать мощность и выбрать компенси­рующее устройство, приняв нормативное значение реактивной мощности tgj₁=0,33 (cosf=0.95).

Решение. Полная мощность потребителя

;

Фактический коэффициент мощности

Мощность компенсирующего устройства

 

По таблице 2.1 выбираем комплектную конденсаторную установку

УК1-0,415-20Т3

Тогда полная мощность

;

Коэффициент мощности после компенсации реактивной нагрузки

 

 

Таблица 2.1 -Технические данные конденсаторных батарей

 

Тип конденсаторной установки	Номинальное напряжение, кВ	Мощность, квар
Низковольтные конденсаторные установки
УК 1-0,415-20 ТЗ	0,415	20
УК2-0,415-40 ТЗ	0,415	40
УКЗ-0,415-60 ТЗ	0,415	60
УК4-0,415-80 ТЗ	0,415	80
УК2-0,38- 50 УЗ	0,38	50
УКЗ-0,38 -75 УЗ	0,38	75
УК4-0,38 -100 УЗ	0,38	100
УКБН-0,38 -100-50 УЗ	0,38	100
УКБН-0,3 8- 200-50 УЗ	0,38	200
УКБ-0,38 -150 УЗ	0,38	150
УКБ-0,415-240 ТЗ	0,415	240
УКБТ-0,38- 150 ТЗ	0,38	150
УКБН-0,38- 135 ТЗ	0,38	135
УКТ-0,38-150 УЗ	0,38	150
Высоковольтные конденсаторные установки
УКЛ-6,3-450 УЗ	6,3	450
УКЛ-6,3-900 УЗ	6,3	900
УКЛ-6,3-1350 УЗ	6,3	1350
УКЛ-10,5-450 УЗ	10,5	450
УКЛ-10,5-900 УЗ	10,5	900
УКЛ-10,5-1350 УЗ	10,5	1350
УКЛ-10,5-2700 УЗ	10,5	2700

 

 

 

Напряжением до 1 кВ

Цель занятий. Изучить виды защит в электроустановках напряжением до 1 кВ. Приобрести навыки выбора плавких предохранителей, автоматических выключателей, тепловых реле.

Краткие теоретические сведения. Основными видами защит электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ являются защиты от перегрузки и токов короткого замыкания (КЗ). Защита от токов КЗ должна осуществляться для всех электрических сетей и электроприемников.

В качестве аппаратов защиты применяются автоматические выключатели и предохранители.

Для защиты электродвигателей от перегрузки и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз, применяются также тепловые реле магнитных пускателей.

Выбор аппаратов защиты (предохранителей, автоматов) выполняется с учетом следующих основных требований:

1.	Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи.
2.	Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей необходимо выбирать по возможности меньшими по длительным расчетным токам с округлением до ближайшего большего стандартного значения.
3.	Аппараты защиты не должны отключать установку при кратковременных перегрузках, возникающих в условиях нормальной работы, например, при пусках электродвигателей.
4.	Время действия аппаратов защит должно быть по возможности меньшим и должна быть обеспечена селективность (избирательность) действия защиты при последовательном расположении аппаратов защит в электрической цепи.
5.	Ток защитного аппарата (номинальный ток плавкой вставки, номинальный ток или ток срабатывания расцепителя автомата) должен быть согласован с допустимым током защищаемого проводника.
6.	Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух- и трехфазных КЗ при всех видах режима работы нейтрали сетей, а также однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Надежное отключение токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ обеспечивается в том случае, если отношение наименьшего однофазного расчетного тока КЗ () к номинальному току плавкой вставки предохранителя (I _н.вст) или расцепителя автоматического выключателя (I _н.р), имеющего обратнозависимую от тока характеристику будет не менее 3, а во взрывоопасных зонах соответственно:

                                     (4.1)

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), для автоматов с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно уставки тока мгновенного срабатывания (I _ер.р) должна быть не менее 1,4, а для автоматов с номинальным током более 100 А - не менее 1,25.

Однако, в сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки), за исключением протяженных сетей, допускается не выполнять расчетной проверки кратности токов КЗ к токам защитных аппаратов, если обеспечено согласование защитного аппарата с допустимым током защищаемого проводника.

Расчет защитных заземлений

Поражение человека электрическим током возможно при прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к металлическим нетоковедущим частям оборудования и сетей, оказавшимся под напряжением при нарушении изоляции.

Различают два вида прикосновения к токоведущим частям: двухполюсное, когда человек одновременно прикасается, чаще всего руками, к двум фазам сети, и однополюсное, когда человек, стоя на земле или заземленной конструкции здания прикасается лишь к одной фазе сети. Наиболее опасны случаи двухполюсного прикосновения, так как человек оказывается включенным на линейное напряжение U _л установки. В этом случае ток, протекающий через тело человека

,                                   (6.1)

где R _ч – электрическое сопротивление тела или части тела человека, Ом;

   I _ч – ток протекающий через тело человека, А.                                       

Случаи двухполюсного прикосновения на практике встречаются редко. Наиболее частым являются однополюсные прикосновения, при которых человек попадает под фазное напряжение U_ф  и значения тока I_ч определим по выражению  

                                   (6.2)

Для жизни человека опасен как переменный, так и постоянный ток, однако наибольшую опасность представляет переменный ток промышленной частоты (50 Гц). При повышении частоты переменного тока опасность поражения уменьшается.

Для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим частям электрического оборудования, случайно оказавшийся под напряжением, должна применяться как минимум одна из следующих мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделяющий трансформатор, безопасное малое напряжение, двойная изоляция.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение металлических частей электроустановки нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под ним вследствие нарушения изоляции электроустановки с заземляющим устройством.

Занулением в электроустановках в сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью называется преднамеренное электрическое соединение с помощью нулевого защитного проводника металлических нетоковедущих частей электрооборудования с заземленной нейтралью трансформатора или генератора. Заземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлитель представляет собой один или несколько металлических соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющие проводники – это металлические проводники, соединяющие заземлитель с заземленными частями электроустановки.

Сопротивление заземляющего устройства состоит из сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников, определяется по формуле

                           (6.3)

где U _з – напряжение относительно земли (нулевого потенциала), В;

  I _з – ток замыкания на землю, т.е. ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Применяются заземлители искусственные и естественные. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы металлические части, находящиеся в земле: металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или взрывчатых газов и примесей), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, свинцовые оболочки кабелей и др.

Искусственными заземлителями являются отрезки угловой стали размером 50´50´4 мм и длиной 2,5…3 м; стальные трубы диаметром 50 мм той же длины с толщиной стенки не менее 3,5 мм, отрезки круглой стали диаметром 12…14 мм длиной до 5 м и более. Заземлители (вертикальные электроды) соединяются между собой стальной полосой размером 40´4 мм.

Согласно ПУЭ в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или нейтралью, изолированной от земли, сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть не более 2 Ом - при линейном напряжении сети в 660 В; 4 Ом – при 380 В и 8 Ом соответственно – 220 В. Выполнение заземления обязательно:

1. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках при напряжении переменного тока выше 42 В и постоянного тока выше 110 В;

2. В помещениях без повышенной опасности при напряжении переменного тока 380 В и выше и постоянного тока 440 В и выше.

Заземлению (занулению) подлежат следующие части электрооборудования: металлические корпуса трансформаторов, электродвигателей, пусковой аппаратуры, каркасы и кожухи электрических устройств, металлические трубы электропроводок, корпуса щитов, щитков, шкафов, светильников, стальные трубы и короба электропроводок на лестничных клетках, в технологических подпольях и на чердаках и т.п.

Расчет заземляющих устройств. При расчете заземляющего устройства определяются расстояние между заземлителями, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчет производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ. Грунт, окружающий заземлители, не является однородным. Наличие в нем песка, грунтовых вод и других примесей оказывают значительное влияние на сопротивление грунта. Поэтому согласно ПУЭ рекомендуется определять удельное сопротивление грунта путем непосредственного измерения в том месте, где будут размещаться заземлители.

При отсутствии данных измерений при расчетах применяют примерные значения удельных сопротивлений грунтов.

Песок ………………………..	700 Ом×м
Супесок ……………………..	300 Ом×м
Суглинок …………………....	100 Ом×м
Глина ………………………..	40 Ом×м
Садовая земля ……………...	40 Ом×м
Чернозем ……………………	20 Ом×м
Торф ………………………...	20 Ом×м

 Зная расчетное удельное сопротивление грунта, можно определить сопротивление одиночного заземлителя.

Сопротивление вертикального заземлителя длиной l (м), диаметром d (мм) определяется по формуле:

 ,

где ρ – удельное сопротивление грунта в месте размещения заземлителей и выражается в Ом·см.

В практических расчетах удобно пользоваться упрощенными формулами:

R ₀ = 0,00227× r - для углубленного пруткового электрода диаметром 12…14 мм, длиной 5 м;

  R ₀ = 0,0034× r - для электрода из угловой стали размером 50´50´5 мм, длиной 2,5 м;

R ₀ = 0,00325× r - для электрода из трубы диаметром 50 мм, длиной 2,5 м.

Число вертикальных заземлителей определяется по формуле:

где h - коэффициент экранирования (использования) трубчатых заземлителей, зависящий от числа и взаимного расположения заземлителей (табл. 6.1).  

Таблица 6.1 - Коэффициенты экранирования трубчатых заземлителей

Число заземлителей	Коэффициент экранирования h при отношении расстояния между трубами к их длине ()
	трубы размещены в ряд			трубы размещены по контуру
	3	2	1	3	2	1
5 10 20 30 50	0,87 0,83 0,77 0,75 0,73	0,8 0,7 0,62 0,60 0,58	0,68 0,55 0,47 0,40 0,30	- 0,78 0,72 0,71 0,68	- 0,67 0,60 0,59 0,52	- 0,59 0,43 0,42 0,37

 

Пример. Определить число электродов заземления подстанции 10/0,4 кВ. На стороне 10 кВ нейтраль изолирована, на стороне 0,4 кВ глухозаземленная.

Удельное сопротивление грунта ρ=100 Ом∙м.

Решение. Выбираем в качестве заземлителей прутковые электроды длиной 5 м диаметром d = 12 мм. Сопротивление одиночного пруткового электрода

R ₀ = 0.00227 ∙ ρ = 0.00227∙10² = 22,7 Ом.

Принимаем размещение заземлителей в ряд с расстоянием между ними a =5м, следовательно, η = 0,68, при a/ l = 1.

Определяем количество электродов заземлителей

 

Рисунок 6.1 Схема размещения электродов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению дипломного проектирования по дисциплине

«Электроснабжение предприятий и гражданских зданий»

 

для обучающихся по специальности 2-360331

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования (по направлениям)»

 

2016

1 Цели и задачи дипломного проекта

Дипломный проект выполняется для углубления теоретических знаний учащихся и практического применения их при проектировании систем элек­троснабжения в соответствии с выбранной специальностью и специализаци­ей. Выполнение дипломного проекта планируется после изучения учащимися дисциплины.

Выполнение учащимися дипломного проекта преследует следующие цели:

- систематизация и закрепление теоретических знаний по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий»;

- развитие навыков самостоятельной работы;

- выявление степени подготовленности учащихся к профессиональной деятельности по избранной специальности (специализации);

- приобретение некоторого опыта в технике расчетов по основным во­просам экономики энергетического хозяйства.

В дипломной работе учащийся должен показать:

- глубокие теоретические знания по изучаемой дисциплине;

- умение творчески применять полученные в процессе обучения знания при решении конкретных задач;

- навыки самостоятельной работы;

- умение четко и ясно формулировать постановку задач, логически стройно излагать материал, обобщать результаты, аргументировать выводы и делать предложения;

- умение использовать необходимые литературные и нормативные ис­точники, работать с современной вычислительной техникой.

В дипломном проекте предлагается рассматривать вопросы, все расчеты и пояснения по которым должны быть приведены в записке в следующей по­следовательности:

Введение

1 Исходные данные

2 Характеристика потребителей электроэнергии

3 Расчет электрических нагрузок

4 Компенсация реактивной мощности

5 Выбор числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций

6 Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

7 Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ от перегрузки и токов короткого замыкания

8 Выбор параметров и сечения распределительной сети

9 Расчет заземляющего устройства подстанции

10 Спецификация электрооборудования

Заключение

Список используемых источников

Объем пояснительной записки не должен превышать 20 страниц печат­ного текста.

 

Сроки выполнения и руководство дипломного проекта

Тема и исходные задания дипломного проекта определяются преподава­телем в соответствии с учебной программой дисциплины. Количество вари­антов тем дипломного проекта должно быть равно числу учащихся в группе. Задание выдается учащемуся не позднее, чем за 1,5 месяца до срока сдачи дипломного проекта.

Общее руководство и контроль хода выполнения дипломного проекта осуществляет преподаватель соответствующей дисциплины, который прово­дит консультации за счет часов, предусмотренных на курсовое проектирова­ние учебным планом специальности.

Работа учащихся по выполнению дипломного проекта осуществляется по графику, составленному преподавателем-руководителем дипломного проекта, где указываются сроки выполнения основных разделов проекта. Выполнение графика учащимися группы проверяется преподавателем-руководителем.