Файл: Совершенствование электрической эксплуатации, обслуживания и ремонта релейной защиты на действующих объектах электроснабжения ао вмз.docx
Добавлен: 27.10.2023
Просмотров: 69
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПИСЬМЕННАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему : Совершенствование электрической эксплуатации, обслуживания и ремонта релейной защиты на действующих объектах электроснабжения АО «ВМЗ»
Разработчик Кротюк Марина Павловна
г. Выкса
2017г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
-
По режиму нагрузки
1.2 По степени бесперебойности питания
1.3 Характеристика помещения по ПУЭ
2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
3 Краткая характеристика релейной защиты на объектах электроснабжения
3.1 Выбор релейной защиты
3.2 Условия выбора автоматических выключателей
3.3 Условия выбора теплового реле
4 Защита от перегрузок и короткого замыкания в разных сетях
4.1 Защита трансформатора от перегрузок
4.2Назначение и виды релейной защиты в распределительных устройствах
5 Меры безопасности при обслуживании и ремонте релейной защиты
6 Экономическая часть
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Электрооборудование предприятия сегодня нельзя рассматривать отдельно от конструктивных особенностей того или иного цеха, поэтому специалисты в области электроснабжения промышленных предприятий должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов, а значит и применяемым в них оборудованием. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль защиты электрооборудования, т.е. совокупности электрических автоматических устройств, посредством которых производится защита от перегрузок, короткого замыкания и магнитных силовых полей как оборудования , так и людей, обслуживающих их.
Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами. А потребители электроэнергии и зачастую существующие подстанции не обладают достаточной надежностью электроснабжения. А вновь установленные потребители при модернизации производства могут в некоторых местах не получить защиту согласно своей мощности. Все эти факторы требуют установки современной релейной защиты источников энергообеспечения или же реконструкции уже существующих, но устаревших защит цеховых подстанций.
Особенно эта проблема ярко выражена на промышленных предприятиях металлургической отрасли, т.к. это одна из самых перспективных отраслей в области электроэнергетики производства. Данная проблема сегодня носит достаточно актуальный характер и не вызывает сомнений у экспертов-энергетиков.
Поэтому, дипломная работа будет направлена на проектирование релейной защиты электроснабжения ТЭСЦ-4 ОАО «Выксунский металлургический завод».
1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
В данной дипломной работе рассчитывается электроснабжение электрооборудования ТЭСЦ-4 металлургического предприятия.
1.1 По режиму нагрузки
ТЭСЦ-№4 расположен в производственном отдельно стоящем одноэтажном здании. Перекрытия выполнены из железа. Несущими конструкциями являются железобетонные колонны. Высота цеха 8 метров. Шаг колонн 6 метров. Источник питания ГПП. Расстояние от ГПП 190 метров. Полы в цехе бетонные.
В ТЭСЦ-4 размещены станки, автоматические линии, насосы, вентиляторы, индукционные печи, электрическая печь сопротивления, машины дуговой сварки, мостовые краны, транспортер и пресс. Перечень электрооборудования, размещенного в ТЭСЦ-4 ОАО «ВМЗ», и исходные данные по нагрузкам приведены ниже в (табл. 1, 2).
Перечень электрооборудования ТЭСЦ-4Таблица 1
| № п/п | Наименование электроприемника (ЭП) | Исходные данные |
| 1 | Станок токарный | 14 |
| 2 | Станок фрезерный | 13 |
| 3 | Автоматическая линия | 44 |
| 4 | Вентилятор | 10 |
| 5 | Насос | 10 |
| 6 | Автоматическая линия | 51 |
| 7 | Выпрямительный агрегат | 200 |
| 8 | Машина контактной сварки | - |
| 9 | Машина дуговой сварки | 85 кВА |
| 10 | Индукционная печь | 50 |
| 11 | Эл. печь сопротивления | 140 |
| 12 | Мостовой кран | 20 |
Исходные данные по нагрузкам электроприемников Таблица 2
| № п/п | Параметр | Исходные данные | |
| 1 | Отрасль промышленности* | 2 | |
| 2 | Источник питания ИП | ГПП | |
| 3 | Число смен работы | 1 | |
| 4 | Расстояние от ГПП, м | 190 | |
| 5 | Напряжение ИП, кВ | 10 | |
| 6 | Токи к.з. на шинах ИП, кА | 17 | |
| 7 | Ток замык. на землю, А | 9 | |
| 8 | Уд.сопр. грунта, 104 Ом*м | 100 | |
| 9 | tрел. защ, сек | 0,52 | |
| 10 | COS φэконом. | 0,91 | |
| 11 | ΔU1, % (часы максимума) | 4 | |
| 12 | ΔU2, % (часы минимума) | 6 | |
| 13 | Дополнительная нагрузка | Рр, кВт | 310 |
| COS φ | 0,79 | ||
| 14 | Рмин/Рмакс, о.е. | 0,38 | |
| 15 | Шаг колонн, м | 6 | |
| 16 | Высота цеха, м | 8 | |
| 17 | Ввод питания к колонне | Б1 | |
В ТЭСЦ-4 имеются потребители с продолжительным и повторно-кратковременным (ПКР) режимами работы.
ПКР – этот режим характеризуется увеличением температуры за время включения и снижением температуры за время пауз. Однако нагрев за время цикла работы электроприемника не достигает установившейся температуры, а за время пауз не достигает температуры окружающей среды.
Примером этой группы электроприемников являются электродвигатели кранов. Продолжительный режим характеризуется тем, что температура электродвигателя, трансформатора или другого механизма увеличивается по времени и достигает установившегося значения через достаточно большое время.. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без превышения температуры отдельных частей машины или аппарата выше допустимой (электродвигатели вентиляторов).
В продолжительном режиме работают электроприводы, вентиляторы и насосы. Питание двигателей производится током промышленной частоты. Характер нагрузки, как правило, ровный, особенно для мощных установок. Потребители этой группы создают нагрузку, равномерную и симметричную по трем фазам.
Толчки нагрузки имеют место только при пуске. Коэффициент мощности достаточно стабилен и обычно имеет значение 0,8-0,85. Напряжение питания 380 В трехфазное переменное.
Подъемно-транспортные устройства работают в повторно-кратковременном режиме. Для этих устройств характерны частые толчки нагрузки. В связи с резкими изменениями нагрузки коэффициент мощности изменяется в значительных пределах (0,3-0,8). По бесперебойности питания эти устройства должны быть отнесены ко 2-й категории. В большинстве случаев нагрузку от подъемно-транспортных устройств на стороне переменного тока следует считать симметричной по трем фазам.
Для электропривода станков применяются все виды двигателей. Напряжение сети 380/220 В с частотой 50 Гц. По надежности электроснабжения приемники этой группы относятся, как правило, ко 2-й категории.
Печи сопротивления бывают прямого и косвенного нагрева. Печи косвенного нагрева являются установками до 1000В и питаются в большинстве случаев от сетей 380 В промышленной частоты 50 Гц. Коэффициент мощности в большинстве случаев равен 1.
Питание печей прямого действия осуществляется током промышленной частоты 50 Гц от сетей 380/220 В или через понижающие трансформаторы от сетей более высокого напряжения. Коэффициент мощности лежит в интервале 0.7-0.9. Большинство печей сопротивления в отношении бесперебойности электроснабжения относятся к приемникам электроэнергии 2-й категории.
Питание печей индукционного нагрева осуществляется током промышленной частоты напряжением 380 В. Печи выпускаются мощностью до 4500 кВА, коэффициент мощности их низкий (0,05-0,25). Все плавильные печи относятся к приемникам электроэнергии 2-й категории.
В ТЭСЦ-4 имеется высоковольтное оборудование: трансформаторы имеют продолжительный режим работы с перерывами в работе. Напряжение питания 10кВ трехфазное переменное. Электрооборудование в цехе размещается согласно технологической последовательности прохождения процесса. Для транспортировки деталей в цехе установлен мостовой кран с повторно-кратковременным режимом работы. Работа в цехе предусмотрена в одну смену.
1.2 По степени бесперебойности питания
ТЭСЦ-4 можно отнести к потребителям II категории, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих и различных механизмов (ЭП всех основных цехов промышленных предприятий).
Питание ЭП II категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания. Допускается питание ЭП II категории по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более суток. Кабельные вставки должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наиболее длительному току ВЛ. Допускается питание по одной КЛ, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединённых к одному общему аппарату. Допускается ручное переключение с одного источника на другой (без АВР). ПУЭ допускает один источник питания, если время перерыва в случае его выхода из строя не превышает 24 часа.
1.3 Характеристика помещения по ПУЭ
Определение взрывоопасности и пожароопасности необходимо для правильного и обоснованного выбора типа и места размещения электрооборудования (машин, аппаратов, устройств) и электрических сетей (электропроводок, токопроводов, кабельных и воздушных линий). В данном цехе в процессе производства не выделяются ни горючие газы или пары, ни ЛВЖ или другие пожаровзрывоопасные смеси. Среда данного цеха не является пожаровзрывоопасной.
2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
Для сетей до 1000 В наиболее распространенное напряжение U = 220/380 В (система с глухозаземленнойнейтралью). Для металлургической отрасли это напряжение не подходило, и ввели напряжение U = 380/660 В. Преимущества напряжения 660 В перед напряжением 380 В:
-
Так как уменьшается ток в сети в
раз, то можно увеличить мощность ЭД, которые выпускаются на данное напряжение; -
Повышение пропускной способности в раз и уменьшение потерь энергии в сети в 3 раза; -
Снижение тока короткого замыкания,ослабление требований к аппарату; -
Так как снижаются потери, то можно увеличить радиус действия цеховых трансформаторов, что позволяет увеличить мощность трансформаторов и уменьшить их число. Уменьшение числа трансформаторов дополнительно дает экономию на ячейки КРУ и РУ.