Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

1) выявления внутри предприятия цехов и участков, перерасходующих электроэнергию;

2) детальной проверки счетов, выставляемых электроснабжающей организацией;

3) выявления наиболее энергетически эффективных режимов работы оборудования и поддержания этих режимов в течение как можно большего отрезка времени;

4) строгой количественной оценки эффективности различных энергосберегающих мероприятий в натуральном и денежном выражении.

Многочисленные исследования показывают, что правильная организация учета позволяет экономить до 10% электроэнергии без внедрения дополнительных энергосберегающих мероприятий [15].

Для измерения и учета потребления электроэнергии на проектируемом предприятии используется устройство сбора и передачи данных (УСПД). Данное устройство предназначено для запроса и приема по цифровым каналам данных с нижнего уровня АСКУЭ (от групп счетчиков), обработки полученных данных и передачи их на верхний уровень АСКУЭ.

Эффективность использования энергии на предприятии также зависит от уровня механизации и автоматизации производственных процессов. Проектом предусмотрена комплексная механизации и автоматизации производства, использование автоматических линии и участков.

12. Технико-экономические расчеты

12.1 Организация энергохозяйства предприятия

Во главе энергетического хозяйства предприятия стоит главный энергетик, основными функциями которого являются: непосредственное административное, техническое, экономическое и безопасное руководство энергоцехами; техническое и методическое руководство службами цеховых энергетиков; надзор за надлежащей эксплуатацией электрооборудования и сетей; нормирование энергопотребления. В своей работе он руководствуется законодательством, постановлениями правительства, приказами и указами министерства, приказами главного инженера и директора, правилами техники эксплуатации и пожарной безопасности.

Расчетная активная нагрузка на шинах РП предприятия составляет 16,6 Мвт, следовательно, энергохозяйство предприятия относится к 4-й категории ([16], стр. 15, табл. 8).

На рисунке 12.1 приведена общая схема организационной структуры отдела главного энергетика (ОГЭ).

Рисунок 12.1 - Схема организационной структуры ОГЭ

Штат ОГЭ включает в себя:

- главный энергетик - 1 человек;

- бюро планирования, экономики и ППР - 1 человек;

- проектно-конструкторское бюро - 1 человек;

- теплосантехническое бюро - 1 человек;

- вентиляционное бюро - 1 человек.

Итого инженерно-технических работников - 5 человек, количество служащих - 0 человек, общий штат ОГЭ - 5 человек. Штат ИТР лабораторий ОГЭ отсутствует.

В функции бюро планирования, экономики и ППР входят:

- учет энергетического оборудования и сетей, состоящих на балансе предприятия и находящихся в эксплуатации, на складах и в движении; выдача разрешения на перемещение оборудования; разработка и внедрение классификаторов оборудования и сетей;

- оформление ввода в эксплуатацию и списание в установленном порядке энергетического оборудования и сетей; разработка и конкретизация отдельных нормативов системы ППР применительно к условиям предприятия;

- ведение ремонтной картотеки;

- составление годовых, сезонных и ежемесячных планов ППР энергетического оборудования и сетей.

Основной задачей проектно-конструкторского бюро является техническое обеспечение эксплуатации, ремонтных и монтажных работ, ведущихся энергетическим цехом. В этих целях бюро выполняет следующие функции:

- составление и корректировка исполнительных чертежей, схем и кабельных журналов на все эксплуатируемые электросети и установки;

- разработка и внедрение единой по предприятию системы нумерации сетей, сетевых устройств, технической документации;

- обеспечение эксплуатационных и ремонтных участков принципиальными, развернутыми и монтажными схемами на электрооборудование.

Теплосантехническое бюро выполняет те же функции, что и проектно-конструкторское бюро, но для теплового и сантехнического хозяйства предприятия. Оно помимо проектно-конструкторских функций несет функции инспекторского контроля, а также функции наладки соответствующего оборудования и сетей.

Вентиляционное бюро несет функции, аналогичные функциям тепло-сантехнического бюро, но для вентиляционного хозяйства предприятия.

Диспетчерское управление энергохозяйством является одной из важных форм оперативного вмешательства в выполнение сменно-суточных заданий на отдельном рабочем месте, участке и предприятии в целом.

Схема оперативно-диспетчерского управления энергохозяйством представлена на рисунке 12.2.

Диспетчерское управление в энергохозяйстве заключается в осуществлении непрерывного контроля и координировании работы отдельных элементов схемы электроснабжения, теплоснабжения, неполадок, возникающих в процессе эксплуатации.

В функции диспетчерской службы входят:

- систематический контроль и обеспечение ритмичности выполнения производственной программы;

- координация работы производственных цехов и решение текущих вопросов по выпуску продукции;

- предупреждение и оперативное устранение аварий.

Дежурный энергетик в оперативном отношении подчинен дежурному диспетчеру завода, административно и технически - главному энергетику, а по линии управления электрическими и тепловыми сетями, связывающими предприятие с энергосистемой, - диспетчеру электрических сетей и диспетчеру тепловых сетей.



Рисунок 12.2 - Схема оперативно-диспетчерского управления энергохозяйством предприятия

В соответствии с производственными инструкциями дежурный энергетик руководит переключениями в заводских сетях, осуществляет контроль запуска крупного электрооборудования, выводит и вводит на ремонт электрооборудование. В аварийных ситуациях руководит операциями по их ликвидации с вызовом персонала и руководства.

12.2 Технико-экономические расчеты

Суммарная мощность цеховых трансформаторов

кВ•А.

Годовое потребление электрической энергии:

; (12.1)

; (12.2)

, (12.3)

где - энергия, потребляемая силовой нагрузкой предприятия, кВт·ч;

- энергия, потребляемая осветительными установками, кВт·ч;

- годовая величина потерь энергии в общезаводских сетях и трансформаторах (после компенсации), кВт·ч;

- годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию; согласно [4] для станкостроительных заводов можно принять ;

- средняя нагрузка за наиболее загруженную смену, кВт;

- годовая продолжительность работы силовых электроприемников, принимаем ч ([4], стр. 53, табл. 3.3);

- расчетная нагрузка освещения, кВт;

- время использования максимума осветительной нагрузки, принимаемое по справочнику в зависимости от географической широты, числа рабочих смен и наличия естественного освещения; ч.

По рассчитанным ранее значениям силовых и осветительных нагрузок (таблица 3.2 и 3.3) и потерям электроэнергии, используя формулы (12.1), (12.2) и (12.3) определяем:

кВт·ч;

кВт·ч;

кВт·ч.

Следовательно, годовое потребление электроэнергии

кВт·ч.

Максимальное значение потребляемой активной мощности определяется следующим образом:

, (12.4)

где - время использования максимума нагрузки предприятия, ч ([4], табл. П3).

кВт.

Стоимость основных фондов применим равной величине капитальных вложений (пункт 6 пояснительной записки):

млн. руб.

Амортизационные отчисления и годовые расходы на текущие ремонты и обслуживание электрооборудования были определены ранее:

млн. руб.;

млн. руб.

Суммарная номинальная мощность, устанавливаемых конденсаторных установок ( пункт 4, таблица 4.7 пояснительной записки):

квар.

Средний тариф на электроэнергию был определен ранее и составляет:

, руб. / кВт•ч.

Годовая плата за потребляемую предприятием электроэнергию определяется по двухставочному тарифу:

; (12.5)

млн. руб.

В том числе стоимость потерь электроэнергии

; (12.6)

млн. руб.

Стоимость полезного кВт·ч электроэнергии:

, (12.7)

где - полезное потребление электроэнергии предприятием, кВт·ч, определяется по формуле:

; (12.8)

кВт·ч.

Значит, руб. / кВт•ч.

Приведенные затраты принятого варианта схемы электроснабжения, определенные в пункте 6 пояснительной записки,

млн. руб.

Результаты проведенных технико-экономических расчетов представлены в таблице 12.1 и на листе 7 графической части дипломного проекта.

Таблица 12.1 - Технико-экономические показатели

Наименование показателя	Обозначение	Единица измерения	Величина
Суммарная мощность трансформаторов		кВ•А	12000
Максимальная потребляемая мощность		кВт	6028,22
Время использования максимума нагрузки		ч/год	4000
Годовое потребление электроэнергии		млн. кВт•ч	24,11
Потери электроэнергии (после компенсации)		тыс. кВт•ч	522,63
Стоимость основных фондов		млн. руб.	2453,69
Амортизационные отчисления		млн. руб.	74,00
Расходы на эксплуатацию		млн. руб.	50,40
Средний тариф на электроэнергию		руб./кВт•ч	1388,04
Стоимость потребляемой электроэнергии		млн. руб.	33469,69
Стоимость потерь электроэнергии		млн. руб.	725,43
Стоимость полезного кВт·ч энергии		руб./кВт•ч	1424,28
Приведенные затраты принятого варианта		млн. руб.	1144,28

13. Охрана труда

13.1 Расчет защитного заземления ТП №3

В электрических сетях напряжением до 1000 В обязательным техническим средством, обеспечивающим защиту человека от поражения током, является защитное заземление. Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с землей или ее эквивалентом.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека. Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу электрооборудования или другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением.

Конструктивными элементами защитного заземления являются заземлители и заземляющие проводники.

В качестве естественных заземлителей применяются расположенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, а также горючих или взрывоопасных газов; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей; обсадные трубы, металлические шпунты гидротехнических сооружений; свинцовые оболочки кабелей, проложенных под землей.

В качестве искусственных заземлителей применяются вертикально забитые стальные трубы длиной 2-3 м и диаметром 25-62 мм; стальные прутки диаметром 10-12 мм, стальные уголки 6060 мм и близкие к ним; горизонтально уложенные стальные полосы и круглые проводники.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителям и заземляемым конструкциям выполняется только сваркой, а к корпусам аппаратов и машин - сваркой или болтовым соединением.

Установлены следующие значения наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В: 10 Ом - при мощности источника тока до 100 кВ?А; 4 Ом - при мощности более 100 кВ?А.

Покажем расчет заземляющего устройства методом коэффициента использования для трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ механического цеха. На подстанции установлен один трансформатор мощностью 1000 кВ?А. Примерное значение удельного сопротивления грунта с = 110 Ом·м, что соответствует грунту суглинок. Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полосы 40х4 мм, проложенной на глубине 0,7 м около цеховой КТП, и стержней длиной 2 м и диаметром 26 мм на расстоянии 4 м друг от друга.

Сопротивление растеканию тока одного стержневого заземлителя

, (13.1)

где с - удельное сопротивление грунта, Омм;

l - длина стержня, м;

d - диаметр стержня, м.

Ом.

Определяем количество стержней

, (13.2)

где - коэффициент использования стержневых заземлителей;

- допустимое сопротивление, Ом.

Так как на данном этапе рассчета определение величины невозможно ( определяется по таблицам в зависимости от значения n, которое неизвестно), задача решается методом подбора, начиная с . Полученное на данном этапе значение n по (13.2) является ориентировочным:

.

Для уточняем , тогда

.

Ориентировочно принимаем .

Длина полосы

. (13.3)

м.

где а - расстояние между стержнями, м.

Сопротивление растеканию тока горизонтального полосового заземлителя

, (13.4)

Ом.

где b - ширина полосы, м;

- длина горизонтального полосового заземлителя, м.

Сопротивление заземляющего устройства

,

Ом.

где - коэффициент использования полосового заземлителя, .

Поскольку (3,0 Ом < 4 Ом), то для выполнения заземляющего устройства окончательно принимаем количество стержней .

13.2 Меры безопасности при эксплуатации КТП

В систему электроснабжения предприятия помимо воздушных и кабельных линий входят распределительные пункты и трансформаторные подстанции.

На проектируемом предприятии запланировано сооружение комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и комплектного распределительного устройства 10 кВ (КРУ). КТП и КРУ поставляются в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Таким образом, монтаж подстанций и распределительного устройства сводится к установке в подготовленном помещении отдельных шкафов или блоков, соединении их аппаратов между собой и с кабельными линиями, согласно ТКП 181-2009.

При электромонтаже оборудования подстанций и распределительного устройства (РУ) применяются меры защиты от механических травм. Подъем деталей оборудования и конструкций массой более 20 кг выполняется двумя электромонтажниками. При массе груза более 50 кг подъем осуществляется с применением блоков или лебедки.

Опасными в отношении возможности травмирования являются работы, связанные с подъемом на высоту и креплением тяжелых деталей электрооборудования РУ (разъединителей, трансформаторов тока, опорных и проходных изоляторов и др.). При установке различных аппаратов и других деталей, закрепляемых в стенах, потолках и на строительных конструкциях с помощью цементных растворов, поддерживающие их приспособления не удаляются до полного затвердевания раствора. Преждевременное удаление подпорок и растяжек может вызвать разрушение узла крепления и падение этих конструкций. Поднятые на высоту для монтажа элементы оборудования и аппараты немедленно закрепляться на своих местах.

При перемещении и подъеме на места установки разъединителей их переводят в положение «включено», так как при таком положении ножей исключается возможность травмирования рабочих ножевыми контактами рубящего типа.

Все автоматические выключатели, электромагнитные приводы и другие аппараты, снабженные возвратными пружинами или механизмами свободного расцепления, перемещаются с места на место, когда они находятся в положении «отключено». Дело в том, что при включенном положении этих аппаратов возможно случайное срабатывание на отключение и внезапное движение механизма может травмировать рабочего, производящего перемещение аппарата.

Во время подъема и перемещения распределительных щитов, камер или блоков сборных распределительных устройств с помощью оттяжек предотвращается их возможное опрокидывание.

В процессе регулировки выключателей и разъединителей с автоматическими приводами принимаются меры против непредусмотренного включения или отключения приводов другим лицом или самопроизвольно. В этом случае возможны ушибы выполняющего работу электромонтажника. Для предотвращения такого случайного включения плавкие вставки в цепях управления приводом снимаются.

Если же в процессе регулировки потребуется включить оперативный ток, то установка вставок предохранителей допускается только после удаления всех людей от привода данного аппарата.

Меры безопасности при монтаже силовых масляных трансформаторов в основном сводятся к безопасным приемам перемещения трансформатора и установки его на фундаменте. На время монтажа подготовленная бетонированная яма под трансформатором (для спуска масла в случае аварии и пожара) закрывается настилом из прочных досок. Разгрузку трансформатора с железнодорожной платформы или из кузова автомашины производят автокраном.

После того как смонтирована ошиновка трансформатора и его обмотки присоединены к шинам РУ, их внешние выводы замыкают накоротко и заземляют. Эта мера необходима на случай ошибочной подачи напряжения на трансформатор, который еще не принят в эксплуатацию. То же относится и к измерительным трансформаторам.

На баки трансформаторов наносятся надписи, указывающие мощность и порядковые подстанционные номера трансформаторов. Двери трансформаторных пунктов снабжаются предупреждающими плакатами установленного образца и запираются на замок.

Оперативное обслуживание действующих электроустановок предприятия предусматривает периодические и внеочередные осмотры электрооборудования систем электроснабжения, контроль и учет электроэнергии, оперативные переключения. Оперативное обслуживание электроустановок осуществляется инженерно-техническим, дежурным и оперативно-ремонтным электротехническим персоналом.

Осмотры трансформаторов цеховых трансформаторных пунктов производятся не реже 1 раза в 6 месяцев. Внеочередные осмотры трансформаторов производятся при резком изменении температуры наружного воздуха и при каждом отключении трансформатора действием газовой или дифференциальной защиты. При осмотре трансформаторов проверяются показания термометров и мановакуумметров, состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла, соответствие уровня масла температурной отметке, состояние маслоохлаждающих и маслосборных устройств, а также изоляторов, состояние ошиновки кабелей, отсутствие нагрева контактных соединений, исправность устройств сигнализации, состояние сети заземления, состояние маслоочистных устройств непрерывной регенерации масла, состояние трансформаторного помещения.

Осмотры РУ без отключения должны проводиться не реже 1 раза в 6 месяцев, а также после короткого замыкания. При осмотре РУ особое внимание обращается на состояние помещения, исправность дверей и замков, исправность отопления и вентиляции, исправность освещения и сети заземления, наличие средств защиты, состояние контактов, состояние рубильников щита низкого напряжения, целость пломб у счетчиков, состояние изоляции (запыленность, наличие трещин, наличие разрядов), работу системы сигнализации.

Все замеченные неисправности заносятся в журнал дефектов и неполадок и устраняются в кратчайшие сроки.

Осмотр электрооборудования, находящегося под напряжением, сопряжен с опасностью поражения электрическим током, которая возникает при случайном прикосновении к неизолированным токоведущим частям или приближении к ним.

Во избежание поражения электрическим током во время осмотра действующих электроустановок напряжением выше 1000 В одним лицом не разрешается проникать за ограждения и входить в камеры РУ. Осмотры электрооборудования проводятся с порога камеры или стоя перед барьером.

При обнаружении во время осмотра закрытых РУ случайного замыкания какой-либо токоведущей части электроустановки на землю запрещается до отключения поврежденного участка приближаться к месту такого замыкания на расстояние менее четырех метров. При необходимости приближения к месту замыкания на землю, например для оказания помощи пострадавшему или для выполнения операций с коммутационной аппаратурой, применяются средства защиты (диэлектрические боты, галоши), согласно ТКП 427-2012.

Смена сгоревших плавких вставок предохранителей выполняется при снятом напряжении. Смену плавких вставок закрытых (пробочных, трубчатых) предохранителей допускается производить под напряжением, но при отключенной нагрузке. Эта работа выполняется в электроустановках напряжением выше 1 кВ в диэлектрических перчатках и предохранительных очках при помощи изолирующих клещей.

Оперативные переключения в РУ подстанций промышленных предприятий производятся дежурным или оперативно-ремонтным персоналом по распоряжению или с ведома вышестоящего дежурного электротехнического персонала в соответствии с установленным на предприятии режимом работы. Распоряжение о переключениях может быть передано устно или по телефону с записью его в оперативном журнале. В случаях, не терпящих отлагательства (авария, пожар, несчастный случай, предупреждение аварии и т. п.), переключения производятся без ведома вышестоящего оперативного персонала, но с последующим его уведомлением и записью выполненных операций в оперативном журнале. Список лиц, имеющих право производить оперативные переключения, утверждается главным энергетиком предприятия.

В РУ напряжением выше 1000 В сложные оперативные переключения, производимые более чем на одном присоединении, выполняются двумя лицами, причем старший из них по должности контролирует и руководит действиями младшего, который непосредственно управляет коммутационными аппаратами. Этим обеспечивается правильная последовательность операций с выключателями и разъединителями, а следовательно, и безопасность операторов.

Техническая эксплуатация электроустановок предусматривает ремонты установленного электрооборудования, электрические испытания изоляции, наладку электроприводов, систем автоматики и релейной защиты и др.

Текущие ремонты трансформаторов цеховых трансформаторных пунктов с их отключением производятся по мере необходимости, но не реже 1 раза в 4 года. Капитальные ремонты - по результатам их испытаний и состоянию.

До начала ремонтных или наладочных работ выполняются технические и организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности работающих.

Техническими мероприятиями по обеспечению безопасности работ в электроустановках являются: отключение ремонтируемого электрооборудования и принятие мер против ошибочного его обратного включения или самовключения; установка временных ограждений неотключенных токоведущих частей и вывешивание запрещающих плакатов «Не включать - работают люди» или «Не включать - работа на линии»; присоединение переносного заземления-закоротки к заземляющей шине стационарного заземляющего устройства и проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, которые для безопасности производства работ подлежат замыканию накоротко и заземлению; наложение переносных заземлений на отключенные токоведущие части электроустановки сразу после проверки отсутствия напряжения или включение специальных заземляющих ножей разъединителей, имеющихся в РУ; ограждение рабочего места и вывешивание на нем разрешающего плаката «Работать здесь». Эти технические мероприятия выполняет допускающий к работе по разрешению лица, отдающего распоряжение на производство работ.

Ремонтируемое электрооборудование отключают со всех сторон, откуда на него может быть подано напряжение. Это отключение выполняется с видимым разрывом электрической цепи, для чего помимо выключателя отключают еще и разъединители, выключатели нагрузки или снимают вставки плавких предохранителей.

Во избежание опасности обратной трансформации напряжения силовыми и измерительными трансформаторами их отключают как со стороны первичных обмоток высшего напряжения, так и низшего напряжения.

Чтобы предотвратить случайное включение отключенных аппаратов, их приводы запирают механическим запором, например, при помощи чеки, вдвигаемой в проушину рычага разъединителя. У электромагнитных приводов с дистанционным управлением снимают плавкие вставки предохранителей в цепи оперативного тока.

Токоведущие части, которые остаются под напряжением, ограждают временными переносными ограждениями.

14. Спецвопрос. тепловой износ изоляции трансформатора

В основе расчета нагрузочной способности лежит тепловой износ изоляции трансформатора. Под воздействием температуры и ряда других факторов физико-химические свойства твердой изоляции с течением времени претерпевают изменения, при этом изоляция становится хрупкой. Хотя электрическая прочность ее практически не снижается, она больше не способна выдерживать механические нагрузки от вибраций или коротких замыканий. Этот необратимый процесс называется старением. Скорость старения изоляции зависит от температуры, а достигнутая степень старения - от температуры и времени ее воздействия. На скорость и достигнутую степень старения изоляции влияют также влага, кислород воздуха и другие факторы, однако при существующем уровне знаний строгий учет этих факторов не может быть выполнен.

В процессе, эксплуатации твердая изоляция трансформаторов претерпевает тепловой износ, ведущий к снижению механической прочности волокон, изоляция увлажняется и в ней возникают местные повреждения от импульсных воздействий и других причин. Оседание грязи, влаги и шлама на изоляционных поверхностях создает пути повышенной проводимости. Масло трансформаторов увлажняется, стареет, загрязняется пылью, волокнами, продуктами старения и его электрическая прочность снижается, a tg? растет.

Интенсивность старения изоляции трансформатора зависит от тем-пературы и времени ее воздействия. Из-за сложности учета воздействия многих факторов как правило используется упрощенная математическая модель определения состояния трансформатора. Принимается, что при изменении температуры наиболее нагретой точки (ТННТ) на 6?С скорость износа изоляции изменяется вдвое, а за единицу «нормального износа» берется износ изоляции в текущем цикле расчета при неизменной ТННТ обмотки, равной 98?С.

В качестве расчетного времени контроля рекомендуется брать текущий интервал времени Дt = 5…10 мин. Для оценивания суммарного износа изоляции за продолжительное время контроля необходимо использовать информацию о фактической температуре окружающей среды,

окружающего воздуха, температуре наиболее нагретой точки. Перечисленные значения необходимо учесть в алгоритме решения задачи.

Тепловые процессы в трансформаторе обычно моделируют двух-элементной моделью, где учитывают малую постоянную времени нагрева обмоток = 6…8 мин. и большую постоянную времени нагрева всего

трансформатора с маслом = 2…4 час.

Повышение температуры масла в верхней части бака над темпера-

турой охлаждающей среды Dqмi в конце каждого текущего цикла и оценивается по формуле:

(14.1)

где -установившееся значение превышения ,?С, при длительном действии нагрузки, имеющей кратность к =I/Iном ; ДТ -длительность расчетного цикла.

Превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой верхних слоев масла находится по формуле:

(14.2)

где- асимптота кривой превышения температуры обмотки над температурой масла, которая учитывает кратность текущей нагрузки, конструктивные данные трансформатора с учетом системы охлаждения, ?С.

Температура наиболее нагретой точки

, (14.3)

где -температура окружающей среды, ?С.

Относительный износ изоляции за время текущего циклаДТ (в долях

от нормального износа за этот цикл) определяется по выражению

. (14.4)

Затем рассчитывается суммарный относительный износ изоляции (в

долях от нормального износа за это время) на конец i -го цикла за рас-

четное время контроля ресурса и сверхнормативный запас ресурса ДRi

; (14.5)

, (14.6)

где Тi - время от начала контроля ресурса до текущего момента; ni - количество циклов за время Т.

На основе методики, на Рис. 14.1 представлен алгоритм расчета теплового износа изоляции, что позволяет получить прогноз относительно теплового состояния трансформатора.

В качестве исходных берутся данные экспресс - анализа:

- мгновенных значений тока нагрузки I(t) трансформатора, А;

- температуры нагрева масла в верхних слоях диагностируемого трансформатора м(t), ?С;

- превышение температуры обмоток над температурой верхних слоев масла м(t), ?С;

- температура окружающего воздуха в месте установки трансформатора p(t), ?С;

- температура , ?С.

Затем проводятся расчеты температуры масла, нагрузки на ближайший час и предельная допустимая длительность tmax фактической нагрузки трансформатора по условию недопущения тепловой перегрузки.

Фактический относительный тепловой износ F изоляции обмоток

трансформатора за прошедший интервал времени определяется по

формуле

F= exp[0,111524( м(t )) +23,1 ()- (t )] Дt, (14.7)

где доп -дополнительный перегрев обмотки из-за увеличения ее со-

противления при перегрузке, ?С.

Значение суммарного теплового износа изоляции за весь период

наблюдения составит

= + F, (14.8)

что позволит сделать прогноз состояния изоляции, ресурса и возможности дальнейшей эксплуатации трансформатора.



Рисунок 14.1 - Алгоритм расчета теплового износа изоляции трансформатора

Заключение

В дипломном проекте разработана система электроснабжения станкостроительного завода. При разработке СЭС применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования и современной вычислительной техники.

Исходные данные для проектирования включали генплан предприятия, карту технологического процесса, перечень электрооборудования цехов и схему питания предприятия.

На основании карты технологического процесса и перечня электрооборудования цехов в дипломном проекте дана характеристика потребителей электроэнергии предприятия и определены расчетные электрические нагрузки цехов. По полученным значениям электрических нагрузок произведен выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций и расчет компенсации реактивной мощности. К установке на цеховых ТП приняты современные трансформаторы типа ТМГ12 разработки Минского электротехнического завода имени В. И. Козлова.

В соответствии с заданием на проектирование на территории завода предусмотрена установка РП 10 кВ, который питается от подстанции 110/10 кВ энергосистемы. Для выбора места установки РП построена картограмма и определен условный центр электрических нагрузок предприятия. Далее в дипломном проекте были разработаны два варианта схемы электроснабжения. На основании технико-экономических расчетов для дальнейшей разработки принят первый вариант, требующий меньших капитальных вложений и годовых эксплуатационных расходов. Для принятого варианта схемы электроснабжения выполнен расчет токов короткого замыкания и произведен выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов РП и ТП.

В дипломном проекте также освещены вопросы электрических измерений, учета и экономии электроэнергии, релейной защиты, охраны труда.

Данный проект может быть использован для проектирования систем электроснабжения заводов станкостроительного и машиностроительного профиля. Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.

Список использованных источников

1. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.

2. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.

3. Кудрин Б. И., Прокопчик В. В. Электроснабжение промышленных предприятий. - Мн.: Выш. шк., 1988. - 357 с.

4. Радкевич В. Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. - Мн.: НПООО «ПИОН», 2001. - 292 с.

5. Козловская В. Б. Электрическое освещение: справочник / В. Б. Козловская, В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич. - 2-е изд. - Мн.: Техноперспектива, 2008. - 271 с.

6. Королев О. П., Радкевич В. Н., Сацукевич В. Н. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998. - 140 с.

7. Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок. - М.: ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект». - №5. - 1996. - 108 с.

8. Радкевич В. Н. Расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий: Учебно-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БНТУ, 2004. - 40 с.

9. Технико-экономическая оценка трансформаторных подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ с различными типами высоковольтных распределительных устройств / В. В. Сталович, В. Н. Радкевич // Энергетика - Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. - 2011.

10. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий. Минск, 2003.

11. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

12. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий: СН 174-75. - М.: Стройиздат, 1976 - 56 с.

13. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

14. Федосеев А. М., Федосеев М. А. Релейная защита электро-энергетических систем: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

15. Экономия энергии в промышленности: учеб. пособие / Г. Я. Вагин, А. Б. Лоскутов; Нижегород. гос. техн. ун-т., НИЦЭ. - Н. Новгород, 1998. - 220 с.

16. Нагорнов В. Н., Чердынцева Л. Р., Добриневская А. М. Методическое пособие по выполнению экономической части дипломных проектов для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение». - Мн.: БНТУ, 2009. - 24 с.

17. Романюк В. Н. Основы эффективного энергоиспользования на производственных предприятиях дорожной отрасли / В. Н. Романюк, В. Н. Радкевич, Я. Н. Ковалев; Под ред. Я. Н. Ковалева. - Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 292 с.

18. Браславский И. Я. Обоснование энергосберегающих технологий по результатам обследования электроприводов промышленных предприятий / И. Я. Браславский, В. В. Куцин, Е. Г. Казаков // Тр. III межотраслевой научно-технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии». - Новоуральск, 2002.

Размещено на Allbest.ru