диплом Энергоснабжение района - 2 (id=idd_1909_0002180)

Содержание
Введение 3
1. Системы электроснабжения объектов 6
1.1. Общие сведения 6
1.2. Структура потребителей и понятие о графиках их электрических нагрузок 10
1.3. Надежность электроснабжения городских потребителей 11
1.4. Выбор схемы распределения электроэнергии 13
2. Расчет трансформаторной подстанции 10/0.4 кВ 18
2.1. Краткая характеристика потребителей 18
2.2. Расчет электрических нагрузок 19
2.3. Определение расчетных нагрузок по элементам условного участка сети 20
3. Расчет ТП 110/10 кВ 24
3.1. Нагрузка на сборных шинах 10 кВ ГПП 24
3.2. Выбор трансформаторов ГПП 24
3.3. Годовые потери электрической энергии 26
3.4. Выбор трансформаторов ТП 28
3.5. Годовые потери электроэнергии в трансформаторах 31
4. Расчет кабельной сети 36
4.1. Выбор схемы питания ТП и потребителей 36
4.2. Расчет сечения сети 37
4.3. Выбор сечения жил кабелей по экономической плотности тока 38
4.4. Выбор сечений жил кабелей по нагреву 41
4.5. Выбор конструктивного исполнения и схемы соединений ГПП 42
4.6. Монтаж и эксплуатация кабельных линий 10 кВ в городских условиях 43
4.6.1 Общие сведения 43
4.6.2. Прокладка кабелей в земле 44
4.6.3. Раскатка кабелей в траншеях 48
5. Технико-экономическое обоснование 50
5.1. Расчет экономических показателей схемы внешнего электроснабжения 50
5.2. Расчет годовых эксплуатационных расходов 50
5.3. Расчет электроэнергетической слагаемой себестоимости электроэнергии 52
5.4. Расчет заработной платы персонала 53
6. Охрана труда 56
6.1. Мероприятия по обеспечению безопасности ремонтно-наладочных работ в электроустройствах 58
7. Пожарная опасность электроустановок 63
Заключение 65
Список источников литературы 66
Приложения 74
Введение
В наше время города становятся главными потребителями электрической энергии. Это связано с возрастанием количества населения, увеличением плотности проживания, а также с улучшением условий проживания потребителей.
Оттого в зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения. Городские электрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом из районов могут оказаться потребители всех трёх категорий по надёжности электроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети. В нашем случае все потребители района належат до 2 категории.
Застройка городов обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных электрических сетей. Для электроснабжения основной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением 6–10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.
Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количества жителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расход электрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов.
В результате удельные нагрузки квартир увеличены в 1,4-1,5 раза.
Под системой электроснабжения района понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на его территории и предназначенных для электроснабжения его потребителей.
Система электроснабжения представляет собой совокупность электрических сетей всех применяемых напряжений. Она включает электроснабжающие сети (линии напряжением 110 кВ, понижающие подстанции 110/10 кВ), распределительные сети (линии напряжением 10 кВ и 0,4 кВ) и трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ.
В ПУЭ установлен ряд требований к конструкциям, размещению, оборудованию подстанций. Отметим наиболее важные из них. Подстанции не разрешается встраивать в жилые здания, школы, больницы, спальные корпуса санаториев. Поскольку трансформаторы с масляным заполнением взрывоопасны, их не разрешается размещать под и над помещениями, в которых могут находиться более 50 человек. При установке трансформаторов сухих или с негорючим наполнителем соблюдение этого требования не обязательно.
Подстанции не допускается размещать под помещениями производств с мокрым технологическим процессом, душевыми, уборными, ванными и т.д. Исключения возможны лишь при перекрытиях из монолитного бетона и надёжной гидроизоляции. Необходимо применять меры защиты ТП от возможных повреждений при расположении в непосредственной близости от путей кранов и внутрицехового транспорта.
Основанием для расчета системы электроснабжения района города в данной работе является Задание на выпускную квалификационную работу. Одной из основных целей является повышение качества жизни населения и снижение затрат на модернизацию как в рамках существующей, так и перспективной застройки города, на основе применения нормативов в которых выполнена корректировка электрических нагрузок.
Цели данного дипломного проекта (учитывая ограничения объема), мы можем сформулировать так:
Спроектировать район на 90 домов, этажность – 17.
Расчет и выбор системы электроснабжения.
Технико-экономическое обоснование
Проблемы исследования определены следующие:
1. Повышение энергоэффективности;
2. Проблема энергосбережения: вопросы рационального пользования энергоресурсами;
3. Готовность к росту потребления электроэнергии.
Работа разделена на такие этапы:
I этап – диагностика оптимальности структуры района, существующего технического состояния и уровней эффективности использования энергии, коммунальных ресурсов на объектах и оценка базовых уровней потребления электричества,
II этап – разработка системы электроснабжения района города
- определение целевых показателей уровней энергетической эффективности развития отдельных групп зданий;
- расчет и выбор элементов системы электроснабжения;
- проведение расчетов экономической эффективности мероприятий и технико-экономического обоснования системы электроснабжения района.
III этап – обеспечение эффективной деятельности системы электроснабжения района:
- охрана труда при работах с электрической энергии;
- рассмотрение вопроса о пожарной безопасности.
 1. Системы электроснабжения объектов
1.1. Общие сведения
Современный город представляет собой сложный комплекс различных потребителей электрической энергии. Поэтому город разбивают на районы, места, где есть однородность потребителей энергии.
В последние годы область применения электроэнергии для коммунально-бытовых нужд, составляющая в среднем 20 % от общего потребления, заметно расширилась. В зависимости от величины города, климатических условий, уровня развития в нем промышленности и многих других факторов доля коммунально-бытовой нагрузки и удельное электропотребление (на одного жителя или на 1 м2 жилой площади) могут меняться в широких пределах.
В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:
- по производству электроэнергии — электрические станции;
- по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии — электрические сети и подстанции;
- по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах — приемники электроэнергии.
Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуются в электрическую энергию.
В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электрические станции разделяют на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.
Приемником электроэнергии называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, световую энергию, энергию электростатического и электромагнитного полей. По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов:
- электротермические установки; электрохимические установки;
- установки электроосвещения;
- установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры;
- устройства искровой обработки, контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.). Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.
Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электролитания, называется электропотреЗителем. Совокупность электрических станции, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой. Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи. Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.
Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, которые соединены линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.
Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, электроприемники и ЛЭП.
Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции — электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств. Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).
Электрические сети подразделяются по следующим признакам:
1. Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ — низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ — высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).
2. Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом электроэнергия может трансформироваться. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей делают однофазные ответвления. Принятая частота переменного тока в ЕЭС России равна 50 Гц.
3. Назначение. По характеру потребителей и в зависимости от назначения территории, на которой они находятся, различают сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, служащие для соединения крупных электрических станций и подстанций на напряжении выше 35 кВ; сети межсистемных связей, предназначенные для соединения крупных электроэнергетических систем на напряжении 330, 450 и 500 кВ. Вместе с тем применяют понятия «питающие сети» и «распределительные сети».
4. Конструктивное выполнение сетей. Линии могут быть воздушными, кабельными и токопроводами. Подстанции могут быть открытыми и закрытыми.
Электрическое оборудование, применяемое в электрических системах, характеризуется номинальным напряжением. При номинальном напряжении электроустановки работают в нормальном и экономичном режимах. Номинальное напряжение сети совпадает с номинальным напряжением ее приемников. Первичные обмотки трансформаторов (независимо от того, повышающие они или понижающие) играют роль потребителей электроэнергии, поэтому их номинальное напряжение принимают равным номинальному напряжению электроприемников.
Генераторы электрических станций и вторичные обмотки трансформаторов находятся в начале питаемой ими сети, поэтому их напряжения должны быть выше номинального напряжения приемников на величину потерь напряжения в сети. Обычно принимают номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора на 5 или 10 % выше номинального для электроприемников и сети.
ЛЭП, предназначенные для распределения электроэнергии между отдельными потребителями в некотором районе и для связи энергосистем, могут выполняться как на большие, так и на малые расстояния и служить для передачи мощностей различных величин. Для дальних передач большое значение имеет пропускная способность, т.е. наибольшая мощность, которую можно передавать по ЛЭП с учетом всех ограничивающих факторов.
Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближенно считать, что максимальная мощность, которую они могут передать, примерно пропорциональна квадрату напряжения и обратно пропорциональна длине передачи. Стоимость сооружения можно принять пропорциональной величине напряжения. Поэтому в развитии передач электроэнергии на расстояние наблюдается тенденция к увеличению напряжения как главного средства увеличения пропускной способности. Со времени создания первых ЛЭП напряжение повышалось в 1,5 —2 раза примерно каждые 15...20 лет. Рост напряжения давал возможность увеличивать протяженности ЛЭП и передаваемые мощности.
1.2. Структура потребителей и понятие о графиках их электрических нагрузок
В зависимости от выполняемых функций, возможностей обеспечения схемы питания от энергосистемы, величины и режимов потребления электроэнергии и мощности, особенностей правил пользования электроэнергией потребителей принято делить на следующие основные группы:
- промышленные и приравненные к ним,
- производственные,
- сельскохозяйственные,
- бытовые,
- общественно-коммунальные (учреждения, организации, предприятия торговли и общественного питания и др.).
К промышленным потребителям приравнены следующие предприятия: строительные, транспорта, шахты, рудники, карьеры, нефтяные, связи, коммунального хозяйства и бытового обслуживания. Промышленные потребители являются наиболее энергоемкой группой потребителей электрической энергии.
Каждая из групп потребителей имеет определенный режим работы. Например, электрическая нагрузка от коммунально-бытовых потребителей с преимущественно осветительной нагрузкой отличается большой неравномерностью в различное время суток. Днем нагрузка небольшая, к вечеру она становится максимальной, ночью резко падает и к утру вновь возрастает. Электрическая нагрузка промышленных предприятий более равномерна в течение дня и зависит от вида производства, режима рабочего дня и числа смен.
Наглядное представление о характере изменения электрических нагрузок во времени дают графики нагрузок. По продолжительности они могут быть суточными и годовыми. Если откладывать по оси абсцисс часы суток, а по оси ординат потребляемую в каждый момент времени мощность в процентах от максимального значения, то получим суточный график нагрузки.
1.3. Надежность электроснабжения городских потребителей
Под надежностью электроснабжения понимается способность системы электроснабжения обеспечивать электроприемники объекта бесперебойным питанием электроэнергией при регламентированном напряжении. Надежность питания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных групп электроприемников, а также от надежной работы отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов и др.).
Не все электроприемники требуют одинаковой надежности электроснабжения. Например, электроснабжение электродвигателей пожарных насосов, дымоудаления и аварийного освещения лестничных клеток жилого многоэтажного дома должно быть более надежным, чем освещения квартир. Для некоторых электроприемников перерывы в электроснабжении недопустимы даже на сравнительно короткий срок, в то время как электроприемники других групп потребителей без ущерба для производства и опасности для жизни людей допускают перерывы.
В соответствии с ПУЭ все электроприемники по требуемой надежности электроснабжения разделяют на три категории.
К 1-й категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Примером электроприемников этой категории в промышленных установках могут быть электроприемники насосных станций противопожарных установок, системы вентиляции в химически опасных цехах, водоотливных и подъемных установок в шахтах и т. п. В городских сетях к 1 -и категории относят канализационные и водопроводные станции, АТС, радио и телевидение, а также лифтовые установки высотных зданий.
Электроприемники этой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв электроснабжения при нарушении питания от одного из них может быть допущен только на время автоматического ввода резервного источника питания. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприемников 1-й категории составляет не более 1 мин.
Независимым источником питания называется источник, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, например распределительные устройства двух центров питания (ЦП), две секции одного центра при условии, что каждая секция питается от отдельного источника и секции не связаны между собой. При небольшой суммарной мощности электроприемников 1-й категории в качестве независимого источника питания могут быть использованы передвижные или стационарные автоматизированные электростанции небольшой мощности с двигателями внутреннего сгорания, аккумуляторные батареи, которые устанавливаются непосредственно около объекта потребления электроэнергии. Ко 2-й категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным нелоотпуском продукции, массовым простоем людей, механизмов, промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного количества городских жителей. Школы, детские учреждения и жилые дома до пяти этажей обычно относят к приемникам 2-й категории.
В механических, металлообрабатывающих, сборочных цехах ко 2-й группе можно отнести следующие электроприемники: электродвигатели станочного оборудования, подъемно-транспортных устройств и вентиляторов, печи сопротивления, сварочные агрегаты и т.д. Электроприемники этой категории могут питаться от одного центра и допускают перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания выездной оперативной бригадой энергосистемы или дежурным персоналом предприятия. Допустимая продолжительность нарушения электроснабжения для электроприемников 2-й категории — не более 30 мин.
При наличии централизованного резерва допускается питание от подстанции с одним трансформатором.
К 3-й категории относятся электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий. К этой группе относятся электроприемники небольших коммунальных предприятий, вспомогательных цехов, ремонтных мастерских, складов неответственного назначения, цехов несерийного производства и др. Для этой категории электроприемников допускается перерыв на время ремонта или замены поврежденного элемента электроснабжения, но не более чем на 1 сутки.
Для рационального и надежного построения схем электроснабжения необходимо правильно определить категории надежности отдельных групп электроприемников.
1.4. Выбор схемы распределения электроэнергии
Система электроснабжения может быть выполнена в нескольких вариантах, из которых выбирается оптимальный. При его выборе учитывают степень надежности, обеспечение качества электроэнергии, удобство и безопасность эксплуатации, возможность применения прогрессивных методов электромонтажных работ.
Основные принципы построения схем объектов:
- максимальное приближение источников высокого напряжения 35...220 кВ к электроустановкам потребителей с подстанциями глубокого ввода, размещаемыми рядом с энергоемкими производственными корпусами;
- резервирование питания для отдельных категорий потребителей должно быть заложено в схеме и элементах системы электроснабжения. Для этого линии, трансформаторы и коммутационные устройства должны нести в нормальном режиме постоянную нагрузку, а в послеаварийном режиме после отключения поврежденных участков принимать на себя питание оставшихся в работе потребителей с учетом допустимых для этих элементов перегрузок;
- секционирование шин всех звеньев системы распределения энергии, а при преобладании потребителей 1-й и 2-й категорий — установка на них устройств автоматического включения резерва (АВР).
Схемы строятся по уровневому принципу.

Заказать эту работу прямо сейчас

Посмотреть другие готовые работы по предмету ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ

© 2002-2024 Москва 'Мастерская дипломов'. Все права защищены.