Дипломная работа: Проект электрокотельной ИГТУ

Дипломная работа: Проект электрокотельной ИГТУ

Содержание

1. Введение

1.1 Энергетика Иркутской области, перспективы развития

2. Общая часть

2.1 Краткая характеристика объекта и источников электрического снабжения

2.2 Описание технологической схемы объекта

3. Расчётная часть

3.1 Расчёт электрического освещения

3.1.1 Светотехнический расчёт

3.1.2 Электрический расчёт освещения

3.2 Расчёт электрических нагрузок

3.3 Определение центра электрических нагрузок электрокотельной

3.4 Выбор электрооборудования электрокотельной и ГПП

3.4.1 Выбор компенсирующего устройства на напряжения 0,4 кВ

3.4.2 Выбор компенсирующего устройства на 6 кВ

3.5 Расчёт и выбор трансформаторов

3.5.1 Расчёт и выбор числа и мощности трансформатора цеховой подстанции. Выбор КТП

3.5.2 Расчёт и выбор числа и мощности трансформатора ГПП

3.5.3 Выбор типа РУ-6 кВ

3.6. Обоснование схем электроснабжения

3.6.1 Выбор напряжения питания электрокотельной на основании технико-экономического сравнения вариантов (110 и 220 кВ)

3.6.2. Выбор схемы электроснабжения

3.6.3 Выбор режима нейтрали

3.7 Расчёт питающих и распределительных сетей

3.7.1 Выбор проводников напряжением выше 1000 В

3.7.2 Выбор схемы первичной коммутации на напряжение 220 кВ

3.7.3 Расчёт и выбор воздушной линии 220 кВ

3.8 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания

3.9 Выбор аппаратов на напряжения выше 1000 В.

3.10 Выбор и проверка шин на термическую и электродинамическую стойкость

3.10.1 Проверка высоковольтных кабелей на устойчивость к токам короткого замыкания

3.11 Расчёт тока трёхфазного короткого замыкания в сетях напряжением до 1000 В

3.12 Выбор электрических аппаратов напряжением до 1000 В

3.13 Выбор проводников напряжением до 1000 В

4. Релейная защита

4.1 Расчёт защиты высоковольтного электродвигателя

4.2 Учёт электроэнергии

5. Эксплуатация электрооборудования

5.1 Система управления электрохозяйством электрокотельной

5.2 Основные задачи эксплуатации

5.3 Эксплуатация и ремонт выключателей

5.4 Надзор и уход за трансформаторами

5.5. Изоляция трансформаторов и её эксплуатация

5.6 Эксплуатация трансформаторного масла.

5.7 Измерение сопротивления заземляющих устройств

5.8 Определение сопротивления петли фаза-ноль

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Характеристика и анализ производственных и опасных и вредных факторов

6.2 Нормализация санитарно-гигиенических условий труда

6.3 Безопасность производственных процессов

6.3.1 Электробезопасность

6.4 Заземление электрокотельной

6.5 Пожарная безопасность

6.6 Молния защита электрокотельной.

7. Экономическая часть

7.1 Организация ремонтно-эксплуатационных работ

7.2 Расчёт годовой трудоёмкости обслуживания оборудования

7.3 Расчёт численности ремонтного - эксплуатационного персонала.

7.4 Определение стоимости потреблённой электроэнергии

8. Специальная часть

8.1 Основные требования к релейной защите

8.2 Виды защит силовых трансформаторов

8.3 Расчёт релейной защиты цехового трансформатора

8.4 Расчёт релейной защиты трансформатора ГПП

8.5 Защита от однофазных замыканий на шинах 6 кВ

8.6. Устройство автоматики

8.6.1 Устройство управления, измерения и сигнализации в электрокотельной и на ГПП

8.6.2 Управление выключателями высокого напряжения

8.6.3 Автоматическое повторное включение

8.6.4. Автоматическое включение резерва

8.6.5 Регулирование напряжения

8.7 Измерительные трансформаторы

9. Список литературы

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 ЭНЕРГЕТИКА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ, ПРЕСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Россия занимает второе место в мире по производству электроэнергии, уступая лишь США и вырабатывает 66% электроэнергии СНГ.

Первое акционерное энергетическое общество в России было создано в 1886г. и оно же 100 лет назад пустило в Москве первую промышленную электростанцию.

На данный момент в стране существует Единая энергетическая система, работу которой обеспечивает РАО «ЕЭС России» координируя деятельность самостоятельных акционерных обществ – энергоснабжающих организаций, производителей электрической и тепловой энергии.

Передача электроэнергии осуществляется на большие расстояния осуществляется с помощью высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП). Первая ЛЭП начала действовать в 1956 году (соединила Куйбышев, ныне Самару, с Москвой и предавала электроэнергию Волжской ГЭС.

Электроэнергетика является районообразующим фактором т.к. около крупнейших ГЭС размещаются производства электрометаллургии, электрохимии.

Самая большая доля производства электроэнергии РФ приходится на тепловые станции около 70%. Доля ГЭС−20%, а атомных станций 10%.

По виду используемого топлива различают тепловые станции, которые работают: на угле, мазуте, природном газе, сланцах, торфе (ТЕЦ, ГРЭС,ТЭЦ) и использующие внутреннюю энергию Земли (гетеотермальные − ГеоТЭС). В России действует Паужетская гетеотермальная станция на камчатке.

Крупнейшие тепловые электростанции (Государственные районные электрические станции) мощностью свыше 2 млн.кВт расположены: в центральном районе РФ − Костромская и Конаковская (работают на газе); в Северо−Западном районе − Киришиская (на мазуте); Поволжье − Заинская (на газе); на Урале − Рефтинская, Троицкая (на угле), Ирклинская (на газе); в Сибири и на Дальнем Востоке − Сургутские ГРЭС и Нижневартовская (на попутном газе), Березовская и Назаровская (на буром угле), Нерунгринская (на угле).

Значительная доля оборудования тепловых электростанций выработала эксплуатационный ресурс. В предстоящие 12-13 лет мощность такого оборудования достигнет 75 млн. кВт (50% оборудования действующих ТЭС), поэтому необходимо ежегодно проводить техническое перевооружение и реконструкцию электростанций суммарной мощностью 5 – 6 млн. кВт.

Главной задачей является повышение технического уровня российской электроэнергетики. Для этого следует обновить выбывающие мощности тепловых электростанций с помощью современных технологий, путем внедрения парогазовых установок для ТЭС, работающих на природном газе, и чистых угольных технологий для ТЭС, сжигающих твердое топливо.

Важной особенностью развития современной энергетики является строительство и использование атомных электростанций. Огромное преимущество использования ядерной энергии состоит в том, что при сжигании 1 кг урана выделяется столько же энергии сколько и при сжигании 25000 т. угля. Необходим лишь жесткий контроль за работой АЭС. В настоящее время в России действует 29 энергоблоков: Смоленская, Тверская, Курская, Новороженская, Ленинградская (самая мощная − 4 млн.кВт), Кольская, Белоярская, Балаковская и Билибенская.

Важнейшим направлением в развитии электроэнергетики является также использование гидроэнергетических ресурсов. Гидроэлектростанции (ГЭС) обладают КПД более 80%.

Характерная черта гидроэнергостроительства в нашей стране − сооружение каскадов ГЭС. Крупнейшими в России являются Волжско−Камский и Ангарско−Енисейский каскады.

Волжско−Камский гидроузел включает в себя 11 ГЭС общей мощностью 14 млн.кВт.

Большой экономический эффект дает использование гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). В часы минимума нагрузок они потребляют электроэнергию для закачки воды в хранилище, чтобы в ''час пик'' работать на полную мощность. С 1987 г. работает Загорская ГАЭС г.Сергиев−Посад. На Кольском полуострове действует Кислогубеннская ПЭС, использующая энергию приливов и отливов.

Иркутская энергосистема была основана в 1954 году на базе ТЭЦ –2 в городе Иркутске и ТЭЦ –1 в городе Ангарске общей мощностью 215 тыс. кВт электросетей на напряжение 110 и 35 кВ, протяженностью 360 км при площади области 7768 тыс. км2, пролегающей с севера на юг на 11400 км и с запада на восток на 1200 км.

В настоящее время установленная мощность более 12 млн. кВт, это 5% от выработки страны. Полезный отпуск электроэнергии составляет 48181 млн. кВт∙ч. энергосистема состоит из тринадцати ТЭЦ и трех ГЭС.

Иркутская ТЭЦ –1 находится на территории АНХК. Строилась в 1947 – 1969 годах. Тепловая энергия: 1585 Гкал/год, электрическая: 245 МВт. Работает на Черемховском угле, отходы используются на ЖБИ и ЦГК.

Иркутская ТЭЦ–9 строилась с 1958 года. Установленная электрическая мощность 510 МВт, отпуск тепловой энергии 6246 Гкал. Использует уголь Азейского месторождения, воду из реки Ангары. В данное время проводит второй этап расширения.

Иркутская ТЭЦ–10 строилась в 1957 – 1965 годах. Установленная электрическая мощность 1110 МВт, тепловая 446 Гкал/год. Использует уголь Азейского и Черемховского месторождений.

Усть−Илимская ГЭС была построена в 1966−1980 годах. Удельная мощность составляет 43200 кВт, соединяется с братской ГЭС ЛЭП 220 кВ.

Братская ГЭС имени 50 − лития Октября сооружена в Подунском сужении в 1954−1963 годах. Установлено 18 агрегатов мощностью по 250 МВт. Вырабатываемая энергия передается в Иркутско − Черемховский промышленный район, Красноярский край и объдиненую Восточно − Сибирскую энергосистему.

Иркутская ГЭС расположена в городе Иркутске, строительство производилось в 1950−1958 годах. Установлено 8 агрегатов. Первая в Ангарском каскаде имеет распределительное устройство 110 − 220 кВ. питает железную дорогу и другие объекты Иркутской области.

Ближайшими задачами Иркутскэнерго является следующие:

Повышение пропуска электроэнергии от Братской ГЭС в Иркутско-Черемховский промышленный район, а также в Китай; модернизация и реконструкция ТЭЦ многим из которых более 20 лет; строительство "Тельмомаканская ГЭС"; строительство ГРЭС на Тулунских углях для обеспечения мощностью при пиковых нагрузках;добиваться промышленного освоения нефтегазового Ковыктинского месторождения, введение газа в топливный баланс; электросетевое хозяйство нуждается в реконструкции старых и строительстве новых линий электропередачи и подстанций.

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

2.1 КРАТКАЯХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Электрокотельная входит в состав системы технического водоснабжения ТЭЦ-11, она предназначена для получения горячей воды, за счёт тепла, выделяемого электрическим током при прохождении его непосредственно через воду, а применяется для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, как закрытых, так и открытых отопительных систем, посёлка Белореченск и рядом стоящие промышленные предприятия .

Согласно ПУЭ Электрокотельная является потребителем первой категории. На электрокотельной имеется два силовых трансформатора мощностью 40 МВт, питание этих трансформаторов осуществляется с ОРУ-220 кВ ТЭЦ-11,по воздушной линии 220 кВ, от разных источников питания находящихся на ТЭЦ-11.

2.2  ОПИСАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОБЪЕКТА

Основным оборудованием электрокотельной является котёл электродный, водогрейный

типа КЭВ-10000/6-3Ц количеством 6 штук.

Рном = 10000 кВт; Uном = 6 кВ; Jном= 920 А.

пределы регулирования мощьности-100-50% Рном,

температура воды на выходе из котла – 150 оС

номинальный расход воды через водогрейный котел-107 м3/ч

расчётное давление вады-1,0Мпа (10,0 кгс/см2)

теплопроизводительность-8,6 Гкал/ч

насос сетевой 1 ступени количество 2 шт.

тип СЭ – 800 – 100 – 11 тип электродвигателя ДАЗО4 – 400ХК – 4У3

Q =800 м3; H = 1,0 Мпа Рном = 315 кВт; n = 1500 об/мин. Uном = 6 кВ.

насос сетевой 2 ступени количество 2 шт.

тип СЭ – 800 – 55 – 11 тип электродвигателя ДАВ – 200 – 4У3

Q =800 м3; H = 0,55 Мпа Рном = 200 кВт; n =1500 об/мин; Uном = 6 кВ

Вспомогательное оборудование.

конденсатный насос кол-во 2 шт. Рном = 5,5 кВт; n = 2850 об/мин; Uном = 0,4 кВ

насос аккамуляторных баков кол-во 2 шт. Рном =11 кВт; n = 1450 об/мин; Uном = 0,4 кВ

дренажный насос кол-во 2 шт. Рном =7,45 кВт; n = 2900 об/мин; Uном = 0,4 кВ

насос охлаждения подшипников кол-во 2 шт. Рном =11 кВт; n = 1450 об/мин; Uном = 0,4 кВ

3. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Расчёт освещения методом коэффициента использования светового потока.

Рациональное электрическое освещение способствует повышению производительности труда, сохраняет зрение. При проектировании электрического освещения следует иметь в виду и экономию электроэнергии. Рациональное искусственное освещение должно обеспечивать достаточную, равномерную, без теней освещённость рабочей поверхности, отсутствие слепящего действия источников света и постоянство освещённости во времени.

Величина необходимой освещённости зависит от степени точности работы, от размеров обрабатываемых деталей, от светлоты фона и контраста между деталью и фоном.

Метод коэффициента использования применяется для расчёта общего освещения при симметричном расположении светильников. Согласно этому методу сначала производится расчёт светового потока одной лампы, по требуемой освещённости, которая берётся из справочных данных, и по параметрам помещения. Затем по полученному световому потоку выбирается либо мощность лампы, либо корректируется их число.

Расчёт по данному методу проведём для выбора параметров освещения в электрокотельном отделении. Так как высота помещения отделения насосов довольно большая (7 метров) и температура внутри помещения постоянна, то для общего освещения воспользуемся светильниками с лампами типа ДРЛ

Выбираем тип светильника - РСП08 Его данные из [1] Табл.2.8 стр. 36

Данный вид светильников рекомендуется для выполнения общего освещения внутри, а также снаружи помещений в сухой и влажной средах.

Тип пускорегулирующей аппаратуры 1Н250И37-100ХЛ2

Тип лампы  ДРЛ 250

Тип патрона  Е4 ЦКБ-03 ТУ 16-675.121-85

[1] Табл.2.7 стр. 35

Защитный угол 15 град

КПД с диффузорным отражателем 75 %

Коэффициент мощности не нижеcosj=0.53

Pл=250 Вт Фл=11000 Лм[2] стр 28 табл. 2-15

Определим расчётную высоту подвеса, если:

hh=6.6 м высота светильников над полом

hc=0.4 м высота свеса светильников

hр=0.8 м высота рабочей поверхности

H=7 мобщая высота здания

Тогда расчётная высота

будет равна по формулеРис 2.Высота подвеса светильников.

Так как высота светильников над полом превышает 5 метров, то обслуживание светильников будет производиться со специально оборудованной площадки на кран-балке.

По приведённым в справочнике ([2] стр. 123 табл. 4-16 (для косинусной кривой)) оптимальным соотношениям расстояния между светильниками и высотой их подвеса определим оптимальное расстояние между светильниками при найденной высоте подвеса.

Теперь, зная расстояние между светильниками, определим число рядов и число светильников в рядах.

A=17 м – ширина электрокотельного отделения.

В=62 м – длина электрокотельного отделения.

Количество рядов   ряда или приближённо n1=2 ряда

Количество светильников в ряду   или приближённо n2=7 штуки

Тогда общее количество светильников   штук

Определим световой поток лампы по выражению

В данной формуле:

E=100 лк - освещённость для машинного зала с постоянным дежурным персоналом и с трубопроводами внутри помещения.

м2 - площадь зала

Z=1.15 – коэффициент минимальной освещённости

KЗ=1.5 – коэффициент запаса

Для определения коэффициента использования найдём индекс помещения

По справочным данным найдём коэффициент светового потока, который изменяется в зависимости от окраски стен и потолка, индекса помещения и типа светильника.[1] стр 34 табл. 2.5 Для коэф РП=50%, Рс=30%, Рр=10%. КИ=0.76

Подставляем все данные в формулу для определения требуемого светового потока одной лампы

 лм Fл=17087.88 лм

Так как, полученный световой поток даст только лампа большей мощности, то нам необходимо либо увеличить мощность лампы, а тем самым световой поток, создаваемый одной лампой; либо увеличить число светильников. Выбираем второй вариант, так как увеличение числа светильников даёт более равномерный световой поток и меньший показатель ослеплённости.

То есть Рл=250 ВтФл=11000 лм

Пересчитаем теперь количество светильников исходя из светового потока одной лампы:

 штук

Принимаем, что N=22 штук

Светильники равномерно распределяем по освещаемой поверхности:

N1=2 ряда

м L1=8.5 м – расстояние между рядами

 штук N2=11 штук светильников в ряду

м L2=5.6 м

Расстояние от стены до первого ряда м

Расстояние до первого светильника в рядах м

Таким образом, окончательное количество светильников определим:

 штук

Произведём теперь расчёт установленной мощности:

 кВт

Так как используются светильники с лампами типа ДРЛ, то кроме мощности ламп необходимо учитывать потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (дросселе). Это достигается введением коэффициента 1.3

 кВт

3.1.1 СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Для проверки правильности выбора светильников, ламп и места их установки в помещении воспользуемся точечным методом. Для этого расположим светильники на плане по рассчитанным выше данным.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26