- •Г.Я. Вагин, е.Н.Соснина,
- •А.М. Мамонов, е.В.Бородин
- •Пособие по дипломному проектированию
- •Комплекс учебно-методических материалов
- •603950, Гсп-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.
- •Содержание
- •Предисловие
- •Тематика дипломных проектов
- •Требования к заданиям на дипломное проектирование
- •1.2. Содержание задания проекта «Электроснабжение завода»
- •1.3. Содержание задания проекта «Реконструкция системы электроснабжения завода»
- •1.4. Содержание задания проекта «Энергоснабжение цеха или корпуса»
- •1.5. Содержание задания проекта «Энергоаудит завода или фирмы»
- •1.6. Содержание задания проекта «Энергоаудит газокомпрессорной или нефтеперекачивающей станции»
- •1.7. Содержание задания проекта «Энергоаудит цеха или корпуса»
- •1.8. Содержание задания проекта «Электрооборудование районной подстанции»
- •1.9. Содержание задания проекта «Реконструкция понизительной подстанции»
- •1.10. Содержание задания проекта «Разработка схемы электросетевого района»
- •1.11. Содержание заданий проектов научно-исследовательского характера
- •2 Методические рекомендации по выполнению проекта «электроснабжение завода»
- •2.1 Описание технологии завода
- •2.2 Выбор количества и мощности цеховых трансформаторов
- •2.3 Расчет компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ цехов
- •2.4 Определение расчетных нагрузок по заводу
- •2.5 Построение картограммы нагрузок завода, определение места расположения гпп, рп и цеховых трансформаторных подстанций, выбор мощности трансформаторов гпп
- •2.6 Выбор схемы электроснабжения завода с технико-экономическим обоснованием
- •2.7 Расчет компенсации реактивной мощности в целом по заводу
- •2.8 Расчет токов короткого замыкания
- •2.8.1 Общие положения
- •2.8.2 Расчет тока короткого замыкания в точке к1
- •2.8.3 Расчет тока короткого замыкания в точке к2
- •2.8.4 Расчет тока короткого замыкания в точке к3
- •2.8.5 Расчет тока короткого замыкания в точке к4
- •2.9 Выбор оборудования на гпп и рп
- •2.9.1 Выбор схемы и оборудования ору 110 кВ
- •2.9.2 Выбор схемы и оборудования зру 6(10) кВ
- •2.10 Выбор сетей напряжением выше 1000 в
- •2.10.1 Выбор воздушных линий 110 кВ
- •2.10.2 Выбор способа прокладки и сечения сетей 6(10) кВ
- •2.11 Расчет показателей качества электроэнергии
- •2.11.1 Вводные замечания
- •2.11.2 Расчет отклонений напряжения
- •2.11.3 Расчет колебаний напряжения
- •2.11.4 Расчет несинусоидальности напряжения
- •2.12 Выбор релейной защиты
- •2.12.1 Защита понижающих трансформаторов
- •2.12.2 Расчет токов замыканий для цепей релейной защиты
- •2.12.3 Защита отходящих линий
- •2.12.4 Защита электропечных установок
- •2.12.5 Защита синхронных и асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ
- •2.12.6 Микропроцессорные защиты
- •2.13 Учет и измерение электроэнергии
- •2.14 Мероприятия по энергосбережению
- •3 Методические рекомендации по выполнению проекта «электрооборудование районной подстанции»
- •3.1 Расчет электрических нагрузок на шинах подстанции
- •3.2 Выбор количества и мощности трансформаторов
- •3.3 Расчет токов короткого замыкания
- •3.4 Выбор оборудования подстанции
- •3.5 Выбор оперативного тока и автоматики
- •3.6 Расчет заземления подстанции
- •3.7Расчет молниезащиты подстанции
- •3.8 Расчет и выбор релейной защиты
- •3.9 Измерения и учет электроэнергии
- •4. Методические рекомендации по выполнению организационно-экономической части дипломного проекта*
- •4.1 Общая часть
- •4.2 Проекты реконструкции или строительства объектов
- •4.2.1 Разработка календарного плана-графика выполнения работ
- •4.2.2 Определение капитальных затрат
- •4.2.3 Определение годовых издержек эксплуатации
- •Затраты на ремонт и обслуживание Сро складываются из следующих составляющих:
- •Где, - затраты на капитальные ремонты, руб./год;
- •4.2.4 Расчет поступлений по проекту
- •4.2.5 Расчет показателей достоинства проекта
- •4 .3 Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия
- •4.3.1 Технико-экономическое обоснование вариантов технических решений.
- •4.3.2 Определение технико-экономических показателей
- •4.3.3 Графическая часть
- •4.4 Организационно-экономическая часть научно-исследовательских работ
- •4.4.1 График основных этапов проведения нир и расчет затрат
- •4.4.2 Определение капитальных затрат сравниваемых вариантов
- •4.4.3 Определение эксплуатационных затрат сравниваемых вариантов
- •4.4.4 Определение экономического эффекта от применения пк
- •4.4.5 Определение срока окупаемости проекта
- •4.4 Энергоаудит
- •Приложение а
- •Шкафы кру серии к-104м и к-104мс1
- •Типовые схемы главных цепей шкафов кру к-104м и к-104мс1
- •Шкафы кру серии к-105 и к-105с1
- •Основное оборудование, встраиваемое в шкафы к-105 и к-105с1
- •Типовые схемы главных цепей шкафов кру к-105 и к-105с1
- •Трансформаторы тока измерительные на 6 и 10 кВ с номинальным вторичным током 1 а, 5 а
- •Трансформаторы напряжения
- •Приложение б Пример выполнения локальной сметы
- •Приложение в
- •Приложение г Пример технико-экономического сравнения двух вариантов электроснабжения цехов машиностроительного завода
- •Приложение д Пример технико-экономического сравнения двух вариантов системы электроснабжения предприятия
2.8.2 Расчет тока короткого замыкания в точке к1
Для данной точки короткого замыкания можно не учитывать подпитку места короткого замыкания от электродвигателей, т.к. они значительно удалены от точки короткого замыкания. Тогда расчетная схема замещения для точки К1будет иметь вид (Рисунок 2.7):
Рисунок 2.7. Схема замещения для точки К1
Результирующее сопротивление до точки К1будет равно:
; (2.28)
Периодическая составляющая ТКЗ в точке К1будет равна:
; (2.29)
Ударный ток короткого замыкания в точке К1будет равен:
; (2.30)
2.8.3 Расчет тока короткого замыкания в точке к2
Для данной точки необходимо учитывать подпитку места короткого замыкания от всех синхронных и асинхронных электродвигателей, которые питаются от РП – 6(10) кВ.
Расчетная схема замещения для точки К2будет иметь вид (Рисунок 2.8, а). Упрощаем схему замещения (рисунок 2.8, б).
а)
б)
Рисунок 2.8 – Схемы замещения для точки К2
В схеме рисунка 2.8, б значения отдельных составляющих определяются по выражениям:
; (2.31)
; (2.32)
; (2.33)
; (2.34)
; (2.35)
Периодическая составляющая ТКЗ в точке К2без учета подпитки от электродвигателей будет определяться выражением:
; (2.36)
Ток подпитки точки К2определяется по выражению:
; (2.37)
Суммарный ТКЗ в точке К2будет равен:
; (2.38)
Ударный ТКЗ в точке К2определяется по выражению:
; (2.39)
2.8.4 Расчет тока короткого замыкания в точке к3
Расчетная схема замещения для точки К3будет иметь вид (Рисунок 2.9.)
Рисунок 2.9. Схема замещения для точки К3
В схеме рисунка 2.9 значения отдельных составляющих определяется по выражениям:
; (2.40)
; (2.41)
Значение определяется по (2.33) – (2.34).
Периодическая составляющая ТКЗ в точке К3без учета подпитки от электродвигателей определяется выражением:
; (2.42)
Ток подпитки точки К3определяется по выражению:
; (2.43)
Суммарный ТКЗ в точке К3будет равен:
; (2.44)
Ударный ТКЗ в точке К3будет равен:
; (2.45)
2.8.5 Расчет тока короткого замыкания в точке к4
Расчетная схема замещения для точки К4будет иметь вид (Рисунок 2.10.)
Рисунок 2.10 – Схема замещения для точки К4
В схеме рисунка 2.10 значения отдельных составляющих определяется по выражениям:
; (2.46)
; (2.47)
Периодическая составляющая ТКЗ в точке К4без учета подпитки от электродвигателей определяется по выражению:
; (2.48)
Ток подпитки точки К4определяется по выражению:
; (2.49)
Суммарный ТКЗ в точке К4будет равен:
; (2.50)
Ударный ТКЗ в точке К4будет равен:
; (2.51)
Результаты расчета ТКЗ сводятся в таблицу 2.10
Таблица 2.10 – Результаты расчета ТКЗ
Точка короткого замыкания |
, кА |
, кА |
, кА |
, кА |
К1 К2 К3 К4 |
|
|
|
|
2.9 Выбор оборудования на гпп и рп
2.9.1 Выбор схемы и оборудования ору 110 кВ
Выбор схемы ОРУ 110 кВ зависит от схемы питания ГПП от энергосистемы и мощности трансформаторов ГПП. Схемы питания ГПП могут быть магистральные и радиальные. При мощности трансформаторов до 16 МВА включительно схемы ОРУ принимаются упрощенными с отделителями и короткозамыкателями, а при мощности трансформаторов 25 МВА и выше схемы следует принимать с масляными выключателями. На рисунке 2.11 приведены возможные схемы ОРУ 110 кВ. Схемы: рисунков 2.11,а применяются при радиальном питании ГПП, а рисунки 2.11,б при магистральном питании ГПП мощностью до 16 МВА. Схема рисунка 2.11,в применяется при магистральном и радиальном питании ГПП при мощностях трансформаторов 25 МВА и выше. Схема рисунка 2.11,г применяется при наличии на предприятии потребителей Iкатегории.
Как видно из рисунков 2.11 основными элементами ОРУ 110 кВ являются: разъединители, отделители, короткозамыкатели, масляные выключатели, трансформаторы тока, ограничители перенапряжений, заземлители однополюсные.
При выборе электрооборудования в сетях напряжением выше 1000 В следует учитывать:
прочность изоляции в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;
допустимый нагрев токами в длительных режимах;
стойкость в режимах короткого замыкания;
технико-экономическую целесообразность;
соответствие окружающей среды и роду установки;
достаточную механическую прочность.
Все электрооборудование должно проверяться на термическую и динамическую устойчивость к реальным токам короткого замыкания.
Рисунок 2.11 Возможные схемы ОРУ 110 кВ
В приложении А приведены параметры элементов оборудования для ОРУ 110 кВ.
Результаты выбора и проверки оборудования ОРУ 110 кВ сводятся в таблицу.
В таблице 2.11 приведен пример заполнения таблицы выбора и проверки оборудования ОРУ 110 кВ.
Таблица 2.11. Выбор оборудования ОРУ 110 кВ
Наименование и тип электрооборудования |
Условия выбора |
Расчетные данные |
Технические параметры |
Проверка условия |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Разъединители (типы) |
| |||
Отделители (типы)
|
|
Продолжение таблицы 2.11
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Масляные выключатели (типы)
|
| |||
Трансформаторы тока (типы)
|
| |||
Разрядники (типы) |
|