(11.4)

где - номинальный ток соответствующий крайне «отрицательному» положению регулятора РПН и U_ном.min=96,6 кВ.

	(11.5)

Расчетный ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН, определяем по формуле:

	(11.6)

где - ток срабатывания защиты, полученный по выражению 11.5;

- коэффициент, учитывающий схему соединения обмоток трансформаторов тока; при соединении в звезду , при включении по схеме треугольника :

Определение числа витков дифференциальной защиты и уравнительных обмоток ДЗТ. Расчеты приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 - Определение числа витков обмотки ДЗТ

Обозначение величины	Расчетное выражение	Численное значение
1	2	3
Ток срабатывания реле		9,7 А
Расчетное число витков обмотки, включаемой в плечо ВН
Принятое число витков обмотки реле, включаемое в плечо ВН		10 (вит.)
Ток срабатывания реле плеча ВН
Ток срабатывания защиты плеча ВН
Ток срабатывания защиты плеча НН
Расчетное число витков обмотки, включаемой в плечо НН
Принятое число витков обмотки реле, включаемое в плечо НН		11 (вит.)
Составляющая тока небаланса
Полный ток небаланса дифференциальной защиты трансформатора

Окончательно принятые числа витков:

витков - сторона НН

витков - сторона ВН

6. Определим число витков тормозной обмотки реле ДЗТ-11, необходимое для обеспечения бездействия защиты при внешнем трехфазном КЗ:

	(11.7)

где учитывает характеристику срабатывания тормозного реле, tg=0,87.

витков

7. Определяем коэффициент чувствительности защиты при КЗ за трансформатором в зоне действия защиты, когда ток повреждения проходит только через трансформаторы тока стороны 110кВ и торможение отсутствует. Для схемы соединения трансформаторов тока в треугольник расчетный ток в реле:

	(11.8)

При прохождении тока КЗ по стороне ВН:

	(11.9)

- условие выполняется.

11.5 Расчет уставок максимальной токовой защиты трансформатора

Ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению.

На стороне НН:

	(11.10)

где - коэффициент, учитывающий погрешность реле и необходимый запас;

- коэффициент возврата реле;

- коэффициент самозапуска, значение которого зависит от вида нагрузки и параметров питающей сети, от выбранных параметров срабатывания защиты и автоматики;

На стороне ВН:

	(11.11)

где - коэффициент надежности согласования, значение которого зависит от точности работы реле и трансформатора тока, ;

Ток срабатывания реле:

	(11.12)

	(11.13)

Проверка коэффициента чувствительности:

	(11.14)

Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям.

Выбор уставок защиты. Наибольший ток срабатывания защиты:

	(11.15)

На стороне ВН:

	(11.16)

На стороне НН:

Сопротивление участка сети от шин подстанции, где включен трансформатор напряжения, до места КЗ:

	(11.17)

Ом.

Минимальное остаточное напряжение в месте установки ТН, от которого питаются пусковые реле:

	(11.18)

Напряжение срабатывания минимальных реле напряжения, при котором осуществляется пуск защиты:

	(11.19)

Принимаем реле минимального напряжения РН-54/160.

Напряжение срабатывания фильтра реле типа РНФ-1М выбирается из условия отстройки от напряжения небаланса фильтра в нормальном режиме:

В

12. Измерения и учет электрической энергии

12.1 Размещение измерительных приборов

Система учета и измерений определяется схемой электроснабжения предприятия, характером присоединенных потребителей и схемой коммутации.

Система учета на промышленных предприятиях даёт возможность:

- определения количества энергии, полученной от энергосистемы;

- производства внутризаводского межцехового расчета за электроэнергию, израсходованную различными хозрасчетными потребителями предприятия;

-установления, уточнения и контроля удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции;

-контроля потребления и выработки реактивной мощности по всему предприятию в целом и по отдельным потребителям.

Учет электроэнергии делится на расчетный и технический. Первый служит для расчета предприятия с энергоснабжающей организацией, второй - для осуществления хозрасчета и контроля расходования электроэнергии внутри предприятия.

Счетчики для расчета энергоснабжающей организации с потребителями устанавливаются на границе раздела сети организации и потребителя. Классы точности счетчиков активной энергии должны быть не ниже 1,0, а измерительных трансформаторов - не ниже 0,5.

Для технического учета могут применяться трансформаторы тока класса точности 1,0 и счетчики с классом точности не выше 2,5.

На предприятии действует двухставочный тариф на электроэнергию с оплатой заявленного по величине максимума нагрузки, совпадающего с максимумом нагрузки энергосистемы. Поэтому на заводе применяются специальные счетчики активной энергии, фиксирующие максимум нагрузки с интервалом 30 минут. Они состоят из специального счетчика с фиксацией 30-ти минутного максимума и электрических часов.

Контрольный учет внутри предприятия отражает отдельно расход электроэнергии на силовую нагрузку и освещение. Поэтому все осветительные линии напряжением 380/220 В оснащены счетчиками активной энергии.

На всех отходящих от ТП линиях устанавливаются счетчики активной энергии. На линиях, питающих ТП, также устанавливаются счетчики активной энергии, как и на всех линиях к электроприемникам напряжением выше 1000 В.

Контрольный учет реактивной энергии осуществляется на всех компенсирующих установках (конденсаторных установках). Учет потребляемой реактивной энергии производится на всех линиях к ТП.

Все линии напряжением до и выше 1000В на ТП, ГПП снабжены амперметрами.

Для контроля напряжения на всех секциях сборных шин устанавливаются вольтметры. В цеховых ТП вольтметры устанавливаются только на шинах вторичного напряжения.

Перечень измерительных приборов подстанции приведен в таблице 12.1.

Таблица 12.1 Перечень измерительных приборов

Цепь	Место установки	Перечень приборов
1	2	3
1.Трансформатор ГПП	ОПУ	Амперметр
	Вводные ячейки 10 кВ	Амперметр, счетчик активной и реактивной энергии
2.Сборные шины 10 кВ	ТН секции	Вольтметр с переключением для измерения фазных и межфазных напряжений
3.Секционный выключатель сборных шин 10 кВ	юu	Амперметр
4.Линии 10 кВ к потребителям	юu	Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих потребителю

В качестве приборов коммерческого и технического учета электрической энергии используем электронные счетчики электроэнергии типа А1800[23], характеристики данных счетчиков приведены в таблице 12.2.

Счетчики состоят из датчиков напряжения и тока, аналогово-цифрового устройства с предварительным преобразованием тока и напряжения каждой фазы в импульсные сигналы, их широтно-импульсным перемножением и пофазным преобразованием в частоту следования импульсов, сумма которых на выходе драйвера дает информацию о количестве учтенной электроэнергии и микропроцессора с ОЗУ на отдельных микросхемах.

Встроенный микроконтроллер выполняет функции связи с энергонезависимой памятью для записи в нее потребляемой электроэнергии, а также поддерживает интерфейсные функции связи с внешними устройствами по последовательному каналу RS-485 при работе в автоматизированной системе сбора и учета данных о потребляемой электроэнергии.

Таблица 12.2 - Технические характеристики счетчиков А1800

Наименование характеристики	Значение	Примечание
1	2	3
Класс точности - по активной энергии (ГОСТ Р 52323-2005, ГОСТ Р 52322-2005) - по реактивной энергии (ГОСТ 26035-83)	0,2S; 0,5S; 1; 2 0,5; 1,0; 2,0	В зависимости от исполнения
Номинальные напряжения, В Рабочий диапазон напряжений, В	3х57/100, 3х220/380, 3х127/220; 3х100, 3х 220 (0,8 - 1,2) Uном	Допускаются 3х63/110, 3х230/400, 3х110, 3х230
Частота сети, Гц	47,5 - 52,5	(57 - 63) - по заказу
Номинальные (максимальные) токи, А	1 (2), 1 (10), 5 (10), 10 (100)
Стартовый ток (чувствительность) - класс точности 0,2S и 0,5S - класс точности 1 - класс точности 2 (непосредств. включ.)	0,001 Iном 0,002 Iном 0,005 Iб	При коэффициенте мощности, равном 1
Потребляемая мощность по цепям напряжения, Вт (В*А), менее	2 (3,6)
Потребляемая мощность по цепям тока, мВт (мВ*А) - трансформаторное включение (при Iном) - непосредственное включение (при Iб)	2,5 (3,0) 12,5 (15,0)
Разрядность ЖКИ - дробная часть (количество знаков после запятой)	8 разрядов программируется
Количество тарифных зон	До 4
Погрешность хода внутренних часов, с/сутки	± 0,5
Рабочий диапазон температур, °С	От -40 до +65
Относительная влажность (неконденсирующаяся), %	0 - 98
Скорость обмена информацией при связи со счетчиком по цифровым интерфейсам, бод	300 - 19200
Количество импульсных каналов	До 6
Постоянная счетчика по импульсному выходу, имп/кВт*ч (имп/квар*ч)	От 100 до 40000	Задается программно
Постоянная счетчика для накопления графиков нагрузки, имп/кВт*ч (имп/квар*ч)	40000
Длительность выходных импульсов, мс	120	Возможно другое значение по заказу
Защита от несанкционированногодоступа: - пароль счетчика - аппаратная блокировка - контроль снятия крышки зажимов	Есть Есть Есть
Сохранение данных в памяти, лет	30	При отсутствии питания
Самодиагностика счетчика	Есть	Выполняется привключении питания, атакже после каждогообмена черезоптический порт

13. Организационно-экономическая часть

13.1 Определение капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования

Пересчёт цен 1984-го года в цены 2011-го проводим по формуле (6.6).

Капитальные затраты на электрооборудование приведены в таблице 15.1.

Таблица 13.1 - Капитальные затраты на электрооборудование

Наименование и тип электрооборудования	Ед. изм.	Кол-во	Цена единицы оборудования, руб	Стоимость монтажа и транспортировки, руб	Капитальные затраты на единицу оборудования, руб	Общие капитальные затраты, руб
1	2	3	4	5	6	7
Ячейка КРУ NXIAR с трансформатором собственных нужд ТС-40/10	шт.	2	79978,20	31991,28	111969,48	223938,96
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1600/10	шт.	16	968439,10	387375,64	1355814,74	21693035,84
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1000/10	шт.	2	619801,00	247920,40	867721,40	1735442,80
Ячейка КРУ NXIAR с выключателями 3AJ	шт.	62	307190,00	122876,00	430066,00	26664092,00
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х240 по эстакаде	км	0,4	177086,00	70834,40	247920,40	99168,16
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х150 по эстакаде	км	1,2	130104,00	52041,60	182145,60	218574,72
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х120 по эстакаде	км	9,84	114563,80	45825,52	160389,32	1578230,91
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х95 по эстакаде	км	1,1	101553,40	40621,36	142174,76	156392,24
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х70 по эстакаде	км	0,35	88181,60	35272,64	123454,24	43208,98
Ячейка КРУ NXIAR с трансформатором напряжения	шт.	8	44090,80	17636,32	61727,12	493816,96
Двигатель асинхронный AMD 450LH4	шт.	2	440908,00	176363,20	617271,20	1234542,40
Двигатель асинхронный HXR 500LG2	шт.	4	408382,00	163352,80	571734,80	2286939,20
Батарея конденсаторов	шт.	2	270370,00	108148,00	378518,00	757036,00
Шкафы оперативного тока	шт.	6	135160,00	54064,00	189224,00	1135344,00
ИТОГО:						58319763,17

13.2 Определение амортизационных отчислений

Амортизационные отчисления определяются на основе существующих норм амортизации. Амортизационные отчисления определяются по формуле:

	(15.1)

где - коэффициент (норма) амортизации, 1/год.

Результаты расчёта суммарных годовых аммортизационных отчислений представлены в таблице 15.2.

Таблица 13.2 - Суммарные годовые амортизационные отчисления

Наименование и тип электрооборудования	Общие капитальные затраты К, руб	Коэффициент амортизации Раi, 1/год	Амортизационные отчисления Са, руб/год
1	2	3	4
Ячейка КРУ NXIAR с трансформатором собственных нужд ТС-40/10	223938,96	0,063	14108,15
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1600/10	21693035,84	0,063	1366661,26
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1000/10	1735442,80	0,063	109332,90
Ячейка КРУ NXIAR с выключателями 3AJ	26664092,00	0,063	1679837,80
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х240 по эстакаде	99168,16	0,024	2380,04
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х150 по эстакаде	218574,72	0,024	5245,79
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х120 по эстакаде	1578230,91	0,024	37877,54
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х95 по эстакаде	156392,24	0,024	3753,41
Кабель силовой 10кВ ААШвУ 3х70 по эстакаде	43208,98	0,024	1037,02
Ячейка КРУ NXIAR с трансформатором напряжения	493816,96	0,063	31110,47
Двигатель асинхронный AMD 450LH4	1234542,40	0,074	91356,14
Двигатель асинхронный HXR 500LG2	2286939,20	0,074	169233,50
Батарея конденсаторов	757036,00	0,075	56777,70
Шкафы оперативного тока	1135344,00	0,075	85150,80
ИТОГО:			3653862,51

13.3 Расчет структуры ремонтного цикла

Для определения годовой трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов определяется структура ремонтного цикла каждой единицы оборудования.

Плановая продолжительность ремонтного цикла и межремонтного периода определяются по формулам:

	(15.2)
	(15.3)

где - продолжительность ремонтного цикла, лет;

- продолжительность межремонтного периода, мес;

- коэффициент, определяется сменностью работы оборудования (равен 1, так как завод работает в три смены);

- коэффициент, учитывает наличие коллектора (равен 1, так как коллекторных машин нет);

- коэффициент использования оборудования, зависящий от отношения фактического коэффициента спроса к табличному (равен 1, так как для данных цехов завода это отношение равно 1);

- коэффициент, учитывает категорию оборудования (для основного при расчёте , при расчёте );

- коэффициент передвижных установок (равен 1, так как передвижных установок нет).

Результаты расчёта продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода приведены в таблице 15.3.

Таблица 13.3

Таблица расчетных коэффициентов для определения структуры ремонтного цикла

Наименование и тип электрооборудования	Ттабл, лет	tтабл, мес	вр	вк	ви	вор	вом	вс	Тпл, лет	tпл, мес
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Ячейка КРУ NXIAR с траснформатором собственных нужд ТС-40/10	12	36	1	-	1	0,85	0,7	1	7	21
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1600/10	12	36	1	-	1	0,85	0,7	1	7	21
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1000/10	12	36	1	-	1	0,85	0,7	1	7	21
Ячейка КРУ NXIAR с выключателями 3AJ	3	12	1	-	1	0,85	0,7	1	2	7
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х240 по эстакаде	20	12	1	-	1	0,85	0,7	1	12	7

Количество плановых текущих ремонтов в структуре ремонтного цикла:

	(15.4)

Результаты расчёта структуры ремонтного цикла оборудования приведены в таблице 15.4.

Таблица 15.4 - Результаты расчётов структуры ремонтного цикла электрооборудования

Наименование и тип электрооборудования	Тпл, лет	tпл, мес	nтр, шт	Структура ремонтного цикла
Ячейка КРУ NXIAR с траснформатором собственных нужд ТС-40/10	7	21	3	К1-Т1-Т2-Т3-К2
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1600/10	7	21	3	К1-Т1-Т2-Т3-К2
КТП с двумя трансформаторами TMЗ-1000/10	7	21	3	К1-Т1-Т2-Т3-К2
Ячейка КРУ NXIAR с выключателями 3AJ	2	7	2	К1-Т1-Т2-К2
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х240 по эстакаде	12	7	19	К1-Т1-Т2...-Т19-К2
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х150 по эстакаде	12	7	19	К1-Т1-Т2...-Т19-К2
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х120 по эстакаде	12	7	19	К1-Т1-Т2...-Т19-К2
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х95 по эстакаде	12	7	19	К1-Т1-Т2...-Т19-К2
Кабель силовой 10кВ ААШВу 3х70 по эстакаде	12	7	19	К1-Т1-Т2...-Т19-К2
Ячейка КРУ NXIAR с трансформатором напряжения	7	21	3	К1-Т1-Т2-Т3-К2
Двигатель асинхронный AMD 450LH4	2	3	7	К1-Т1-Т2...-Т7-К2
Двигатель асинхронный HXR 500LG2	2	3	7	К1-Т1-Т2...-Т7-К2
Батарея конденсаторов	6	7	9	К1-Т1-Т2...-Т9-К2
Шкафы оперативного тока	6	7	9	К1-Т1-Т2...-Т9-К2

Заключение

В настоящем дипломном проекте разработана схема электроснабжения нефтехимического предприятия ОАО «Завод производства моторных топлив». Приняты следующие технические решения:

на заводе принято установить комплектные двухтрансформаторные подстанции (КТП) с трансформаторами типа ТМЗ мощностью: шестнадцать - 2х1600кВА, две - 2х1000кВА;

рассмотрен вопрос компенсации реактивной мощности в сетях 10кВ и 0,4кВ, по результатам которого выбраны автоматизированные конденсаторные установки со ступенчатым регулированием компенсации реактивной мощности присоединенных к каждой секции шин КТП, в сети 10кВ выбраны четыре конденсаторные установки по 2250кВАр каждая ;

по результатам расчёта электронагрузок предприятия выбран силовой трансформатор ГПП типа ТРДН-25000/115 мощностью 25МВА;

распределение электроэнергии на напряжении 10кВ и 0,4кВ выполнено по радиальной схеме;

конструктивно распределительная сеть 10кВ выполняется кабелем марки ААШвУ, проложенным по эстакадам;

на основании результатов расчёта токов короткого замыкания выбрано оборудование ГПП и сечение кабельных линий;

питание ГПП на стороне 110кВ осуществляется проводом марки АС-95/16.

Произведён расчёт электрических нагрузок, выбор трансформаторов и схемы питания собственных нужд ГПП.

Регулирование напряжения в сети 10кВ осуществляется при помощи РПН трансформаторов ГПП, в сети 0,4кВ - при помощи ПБВ цеховых трансформаторов.

Рассмотрены вопросы экологичности и безопасности, произведено технико-экономическое обоснование вариантов схемы электроснабжения, определены технико-экономические показатели проекта.

Список использованных источников

1. Правила устройства электроустановок.7 издание.Главгосэнергонадзор РФ. М.: ЗАО «Энергосервис», 2002. 607 с.

2. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергия. 1973. 584 с.

3. Вагин Г.Я., Соснина Е.Н., Мамонов А.М., Бородин Е.В.Пособие по дипломному проектированию: комплекс учебно-методических материалов. НГТУ. Нижний Новгород. 2009. 167 с.

4. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1984. 472 с.

5. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1995. 416 с.

6. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат. 1990. 576 с.

7. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат. 1991. 464 с.

8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.

9. Головкин Н.Н., Карпова Э.Л., Федоров О.В. Технико-экономические расчеты в дипломном проектировании. Учебное пособие. Н.Новгород, НГТУ, 1991.-104 с.

10. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введен с 01.01.99. ИПК издательство стандартов, 1998.

11. Защита электроустановок от прямых ударов молнии: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. - 11с.

12. Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. - 19с.

13. Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров. Н.Новгород, 2002. - 33с.

14. Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 1002 и 1004. Н.Новгород, НГТУ. 2002.

15. http://www.pea.ru/ - трансформаторы TМЗ.

16. http://www.compensation.com.ua/ - автоматизированные конденсаторные установки.

17. http://www.abb.ru/ProductGuide/ - высоковольтные электродвигатели, выключатели и трансформаторы тока на 110кВ.

18. http://www.uralenergo.ru/ - разъединители SGF на 110кВ.

19. http://www.naladka.by/ - ОПН 110кВ.

20. http://www.rill.ru/ - шкаф оперативного тока.

21. http://www.rsk-m.ru/ - ТСН ТС-40.

22. http://www.ptd.siemens.ru/ - ячейки КРУ 10кВ.

23. http://www.ptd.siemens.ru/ - счетчики учета электроэнергии.

Размещено на Allbest.ru

...