Управление системами электроснабжения

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………........5

1. Общая часть……………………………………………………………………………………….……...7

  1.1 Технология получения продукции……………………………………………………….……..7

  1.2 Характеристика  электрооборудования трансформаторной 

      подстанции…………………………………………………………………………………………………….8

2. Специальная  часть…………………………………………………………………………………………...12

  2.1 Расчет  нагрузок и выбор трансформатора  для питания

 нагрузки без  компенсации реактивной энергии…………………………………........12

  2.2 Выбор трансформатора для питания нагрузки после

компенсации реактивной энергии……………………………………………………………………...14

  2.3 Расчёт  сечения и выбор проводов для  питания 

подстанции (КТП)………………………………………………………………………………………………..…17

  2.4 Расчёт  и выбор автоматов на 0,4кВ……………………………………………..……...20

  2.5 Расчёт  токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ.

 и на шинах  6кВ. Выбор разъединителей…………………………………………….…………..24

  2.6 Проверка  выбранных элементов…………………………………………………………...….33

3. Охрана  труда и техника безопасности…………………………………….……………..…....37

  3.1 Организационные  мероприятия по электробезопасности………………….…37

  3.2Техника  безопасности для электрослесаря  по ремонту горного 

электрооборудования…………………………………………………………….……………………………..….45

Заключение…………………………………………………………………………………………………….………..56

Список использованных источников……………………………………………………………….....57

трансформатор ток замыкание

 
                                Введение

 

Системой  электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача  электроснабжения промышленных предприятий  возникла одновременно с широким  внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и  механизмов и строительством электростанций. Передача электроэнергии на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

Каждое  производство существует постольку, поскольку  его машины-орудия обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины-орудия приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и ее количество. Изменение технологических процессов производства, связанное, как правило, с их усложнением, приводит к необходимости модернизации и реконструкции систем электроснабжения. В таких системах вместо дежурного или дежурных устанавливается ЭВМ, обеспечивающая управление системой электроснабжения. Эта ЭВМ получает информацию в виде сигналов о состоянии системы электроснабжения, работе устройств защиты и автоматики и на основе этой информации обеспечивает четкую работу

технологического и электрического оборудования. При этих условиях дежурный, находящийся на пульте управления, только наблюдает за течением технологического процесса и вмешивается в этот процесс только в случае его нарушения или отказов устройств защиты, автоматики и телемеханики.

Из  изложенного ясно, что современное  производство предъявляет высокие  требования к подготовке инженеров — специалистов в области промышленного электроснабжения; одновременно требуется значительное количество инженеров, располагающих также знаниями и в области автоматики и вычислительной техники. Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным только при наличии средств автоматики и квалифицированных инженеров в области автоматизированного электроснабжения. Следует отметить, что на многих заводах и фабриках нашей страны имеют место еще старые системы ручного обслуживания, и эти предприятия должны реконструироваться в условиях эксплуатации. Необходимость научного подхода к управлению системами электроснабжения крупных предприятий, применения автоматизированных систем управления с использованием управляющей вычислительной техники диктуется, с одной стороны, сложностью современных систем электроснабжения, наличием разнообразных внутренних взаимодействующих связей, а также недостаточно высокими характеристиками надежности эксплуатируемых устройств автоматики; с другой стороны, возможностью отрицательного влияния крупных потребителей электроэнергии на работу энергосистемы.

 

 

 

 

 

 

1.Общая часть

                            1.1 Технология получения продукции

 

Стойленский горно-обогатительный комбинат — предприятие по добыче и переработке богатыхжелезных руд и железистых кварцитов в Белгородской области РСФСР. Сырьевой базой является одноимённое месторождение сидерито-мартитовых руди магнетитовых кварцитов, открытое в 1934 и разведанное по богатым рудам в 1955-57, по кварцитам в 1964-69. Строительство комбината начато в 1961, эксплуатация месторождения — с 1969. Комбинат включает: карьер, дробильно-сортировочную, дробильную и обогатительную фабрики. Основной промышленный центр — г. Старый Оскол. 

Стойленское месторождение  расположено в центральной части  северо-восточной полосы Курской магнитной аномалии. Богатые руды средней мощностью 14,4 м залегают на глубине 50-200 м и приурочены к верхней части коры выветривания железистых кварцитов. Выявлено 15 залежей богатых руд (4 из них разрабатываются) и 6 залежей железистых кварцитов (разрабатывается один пласт). Железистые кварциты разведаны до глубины 470 м, местами до 700 м. Главные рудные минералы: мартит, лимонит,сидерит, магнетит; второстепенные — гематит, гётит. Балансовые запасы богатых железных руд 116 млн. т с содержанием Fe 54,1%, кварцитов 2,8 млрд. т с содержанием Fe 35,2% (1988). 

Месторождение разрабатывается открытым способом, вскрыто группой траншей. Система разработки — с внешнимотвалообразованием. Глубина карьера 215 м (1988). Рыхлые отложения разрабатываются роторными комплексами и экскаваторамицикличного действия, скальная вскрыша, богатая руда и железистые кварциты добываются экскаваторами цикличного действия с предварительным рыхлением буровзрывным способом. Вывозка горной массы из карьера — автомобильным, железнодорожным иконвейерным транспортом. Годовая добыча 13,3 млн. т, объём 

 

вскрышных работ 24,5 млн.м³ пород(1988). 

Технологическая схема переработки богатых руд  включает три стадии дробления и грохочения с выделением агломерационной руды, а обогащение железистых кварцитов (магнетитовых) — три стадии дробления с замкнутым циклом в последней стадии, трёхстадиальное измельчение, магнитнуюсепарацию, дешламацию, обезвоживание концентрата на вакуум-фильтрах.

Гидротранспорт хвостов обогащения напорно-самотёчный. Применяется оборотное водоснабжение. Попутно добываемыеокисленные железистые кварциты складируются. Годовое производство агломерационной руды (1988) 4,3 млн. т (содержание Fe 52,46%) и концентрата 3,5 млн. т (67,14%).  

Потребители аглоруды и концентрата — Магнитогорский, Новолипецкий, Орско-Халиловский, Енакиевский и другие металлургические комбинаты. Часть вскрышных пород (мел, мергель, выветрелые сланцы) используется для производства цемента и других строительных материалов.

 

1.2 Характеристика  электрооборудования трансформаторной  подстанции

 

Трансформаторные  подстанции представляют собой электроустановки, предназначенные для преобразования напряжения сетей в целях экономичного распределения энергии в ближайшем районе или дальнейшей ее передачи. Они состоят из следующих частей: одного или нескольких трансформаторов (автотрансформаторов), РУ высшего напряжения, РУ пониженных напряжений (среднего и низшего), вспомогательных устройств. На подстанциях могут быть установлены синхронные компенсаторы, статические конденсаторы и шунтирующие реакторы.

Классификация подстанций затруднительна, поскольку в основу ее могут быть положены различные  признаки, а именно: 1) номинальное  напряжение сети высшего напряжения, определяющее в.известной мере мощность, занимаемую площадь и стоимость подстанции; 2) число ступеней пониженного напряжения; 3) число трансформаторов (авто-трансформаторов) и их единичные мощности; 4) положение подстанции в сети высшего напряжения, определяющее схему РУ этого напряжения; 5) категория потребителей и многие другие.

Главную схему подстанции проектируют на основании разработанной схемы развития электрических сетей системы или схемы развития сетей района. Она должна удовлетворять следующим основным требованиям: а) надежное электроснабжение присоединенных к подстанции потребителей в нормальном и послеаварийном режимах в соответствии с их категориями; б) надежный транзит мощности через РУ высшего напряжения подстанции по межсистемным и магистральным линиям; в) экономически целесообразное значение тока к.з. на стороне среднего и низшего напряжения; г) возможность постепенного расширения подстан-ции; д) соответствие требованиям противоаварийной автоматики.

Трансформаторы  и автотрансформаторы. Выбор между  трансформа-торами и автотрансформаторами для подстанций решается однозначно в зависимости от принятой системы рабочего заземления связываемых сетей. Эффективно-заземленные сети 110 кВ и выше связывают с помощью автотрансформаторов; исключение из этого правила делается только в случаях необходимости ограничения тока однофазного к.з. К обмоткам низшего напряжения автотрансформаторов могут быть присоединены незаземленные и компенсированные сети. Связь эффективно-заземленной сети с не-заземленной или компенсированной сетью (35 кВ и ниже), а также связь двух незаземленных, компенсированных сетей может быть осуществлена только с помощью трансформаторов, обмотки которых электрически не соединены. На подстанциях с высшим напряжением до 500 кВ включительно, как правило, устанавливают трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы). Исключение может быть сделано только для подстанций очень большой мощности или при наличии ограничений по условиям транспорта.  

В этих случаях применяют группы из двух спаренных трехфазных трансформаторов меньшей мощности или группы из однофазных трансформаторов.

При одной группе однофазных трансформаторов  предусматривают резервную фазу, которая может быть присоединена взамен поврежденного трансформатора при помощи перемычек при снятом напряжении. При двух группах однофазных трансформаторов вопрос о целесообразности установки резервной фазы решается в зависимости от наличия резервных связей по сети среднего напряжения. Замена поврежденного трансформатора резервным осуществляется путем перекатки последнего с одного фундамента на другой.

На  подстанции устанавливает, как правило, не более двух транс-форматоров (автотрансформаторов). На таких подстанциях при отсутст-вии резервных связей по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого трансформатора выбирают равной 0,65-0,7 суммарной максималь-ной нагрузки подстанции на расчетный период.

В случае повреждения одного трансформатора второй трансформа-тор должен обеспечить с допустимой перегрузкой нормальное электро-снабжение потребителей, Здесь речь идет об аварийной перегрузке, огра-ниченной Лишь максимальной температурой обмотки 140°С и масла 115° С.

Чтобы уменьшить длительность аварийного состояния подстанции, применяют  передвижные резервные трансформаторы мощностью до 25-32 MB-А, которые могут быть быстро доставлены на подстанцию с помощью автотранспорта и введены в работу. Время, необходимое для замены по-врежденного трансформатора резервным, зависит от массы трансформатора и состояния дорог.

  Обычно для этого необходимо  От 1 до 5 суток. На подстанциях,  обеспеченных передвижным резервом, длительность аварийного состояния

минимальна  и число «отжитых» суток при  аварийной перегрузке трансформатора не слишком велико.

Дальнейшее  увеличение мощности двух-трансформаторных подстанций при увеличении нагрузки сверх принятого уровня производится, как правило, путем замены трансформаторов на более мощные. При проектировании подстанций номинальный ток коммутационных аппаратов, сечения шин в присоединениях трансформаторов выбирают, как правило, с учетом возможности замены трансформаторов более мощными.

Подстанции с  одним трансформатором допускаются  при условии ре-зервирования потребителей 1-й и 2-й категорий по сетям среднего и низшего напряжения, а также для электроснабжения потребителей 3-й категории при наличии в районе передвижных резервных трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора в течение не более 1 суток.