ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Южно-казахстанской области Республики Казахстана

Южно-казахстанской области Республики Казахстана

Кентауский Политехнический колледж

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

На тему: Система электроснабжения горных предприятий

 

Выполнил:Жамал Б.

Принял: Сыздыков Н.

 

Кентау 2016г

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Выбор силовых трансформаторов для ГПП и схемы электрических соединений двухтрансформаторной ГПП горного предприятия

2. Выбор трансформатора для удаленной ТП и сдвоенного реактора

3. Схема КТП

4. Выбор кабелей и определение их сечений

5. Расчет токов короткого замыкания

6. Выбор и проверка оборудования

7. Выбор компенсирующего устройства и его защиты

8. Расчет и выбор установок МТЗ и токовой отсечки для радиальной линии Л4

9. Расчет заземляющего устройства

Заключение

Список использованной литературы

 

 

Введение

Одна из характерных особенностей современного научно – технического прогресса – необычайное ускорение темпов приращения и обновления знаний. Резко сократился такой важный показатель НТП, как срок внедрения научных идей в практику и производство. Сейчас компьютеризация охватила буквально все стороны жизни, а микропроцессорная элементная база стала основой современных устройств релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем. Развитие человеческого общества, его культурный уровень непосредственно связаны с увеличением количества потребляемой энергии, изысканием и обоснованием новых, более эффективных ее видов. Нынешний научно – технический прогресс невозможен без использования качественно новых видов энергии, в первую очередь, электрической. Она широко применяется в промышленности, городском и сельском хозяйстве, на транспорте. Без нее невозможно развитие кибернетики, вычислительной техники и освоение космического пространства. Из сказанного следует, что роль инженера – электроэнергетика, специалиста в области электроснабжения, в современном обществе чрезвычайно велика. Поэтому при проектирования предприятия одним из ответственных этапов является проектирование системы электроснабжения предприятия. При проектировании системы электроснабжения предприятия важно правильно рассчитать мощность, потребляемую электроустановками предприятия и учесть ее возможное увеличение при дальнейшем развитии предприятия. Так же необходимо грамотное размещение и распределение нагрузки по предприятию, сочетание потребителей реактивной мощности с установками для ее компенсации. Известно, что экономичность и надежность систем электроснабжения во многом обеспечивается средствами защиты и автоматики. Поэтому в курсовой работе по электроснабжению релейная защита и автоматизация систем электроснабжения занимает одно из ведущих мест.

Основной целью моей курсовой работы является закрепление теоретических знаний и приобретенных практических для расчета и проектирования современных систем электроснабжения горных предприятий.

 

Электрические станции предназначены для производства электрической и тепловой энергии, путём постепенного преобразования энергии, заключённой в природных энергоносителях (уголь, газ, нефть, ядерное топливо, вода...) в тепловую, механическую и далее в электроэнергию при помощи специальных машин.

 

Электроэнергия передаётся и распределяется при помощи линий электропередач (ЛЭП).

Энергетическая система - установки по производству, распределению и потреблению электроэнергии, связанные между собой электрическими и тепловыми сетями

 

Электрическая система - часть энергосистемы (генераторы, распредустройства, ЛЭП, и приёмники электроэнергии

ТДНС – 16000/35

Т – трансформатор трехфазный;

Д – масляного охлаждения с дутьем

Н – регулирование напряжения под нагрузкой

С – для собственных нужд

16000 – номинальная мощность, кВА;

35 – класс напряжения обмотки ВН, кВ;

10 - класс напряжения обмотки НН, кВ;

Технические данные:

SH , МВА Пределы регулирования Каталожные данные
U вн, кВ Uнн, кВ uк ,% Pк ,кВт Pх ,кВт Iх ,%
РПН+/-8*1,5% 0,7

 

3)Вычерчиваем схему горного предприятия [6], в соответствии с предъявленными к ней требованиями:

- достаточная надежность (предусмотрел четыре секции шин ПШ);

- простота схемы и удобство эксплуатации;

- использование современной комплектной аппаратуры и прогрессивных технических решений;

- экономическая целесообразность

Схема КТП-400У1

Выбор сборных шин для ГПП.

По расчетному току:

А,

выбираем алюминиевую шину 40 мм* 4 мм с S=160 мм2 и Iдоп =480 А [5].

Проверка

· на термическую стойкость

Исходя из этого, убеждаемся в правильности выбора.

НТМИ-10 - 66

Н – тр-р напряжения; Т – трехфазный; М – с естественным масленым охлаждением;

И – для измерительных цепей 10 – класс напряжения; 66 – год разработки;

Трансформаторы напряжения можно не проверять, т.к. недостаточно данных для проверки в этой курсовом проекте(для упрощения).

 

РТВ-35- 2/10 У1

Р - разрядник;

Т – трубчатый;

В – венил пластовый;

35 - номинальное напряжение, кВ;

2 – нижний предел тока отключения;

10 – верхний предел тока отключения;

У1 – климатическое исполнение.

Разрядник можно не проверять.

8. Определение наименьшего допустимого сечения жил кабелей линии Л4 и Л9 по условию термической стойкости

Чтобы удостовериться в надежности кабелей проверим их по минимально допустимому сечению, гарантирующего термическую стойкость этих кабелей.

Л4 - Л7 :

Выбранное сечение Л4 , Л7 : S=120мм2 , Л5 , Л6 : S=95мм2 . Согласно [7] для кабелей с алюминиевыми одно проволочными жилами с бумажной изоляцией на 10 кВ .

Проверка:

Л8 и Л9 :

Выбранное сечение S=95мм2 , согласно [7] для кабелей с медными одно проволочными жилами с бумажной изоляцией на 10 кВ

Проверка

 

Делаем вывод, что кабеля удовлетворяют требованиям по термической стойкости.

 

КЭП-10,5-50-2У1

К – назначение (для повышения коэффициента мощности);

Э – род пропитки (экологически безопасная синтетическая жидкость);

П – чисто пленочный диэлектрик;

10,5 – номинальное напряжение, кВ;

50 – номинальная мощность, кВАр;

2 – количество изолированных выводов;

УХЛ1 – климатическое исполнение.

Определяем мощность БСК:

где n – количество конденсаторов на фазу = 5

Q1 – мощность одного конденсатора, кВАр = 50.

Проверяем по tanφ[5]:

Данное значение tg(φ) удовлетворяет заданным значениям, и максимально приближено к требуемому по заданию tg(φ), т.е. убеждаемся в правильности выбора.

Защита конденсаторной установки:

Согласно необходимо предусмотреть следующие типы защит:

- защиту от токов к.з;

- защиту от повышения напряжения;

- защиту от перегрузки токами высших гармоник.

По [9] :На рис. 17.2, б показана схема защиты и одноступенчатого регулиро­вания напряжения в функции времени конденсаторной установки высо­кого напряжения (рис. 17.2, а). Контакты электрических часов РТ, замы­каясь на = 15 с, включают одно из двух реле времени КТ1 или КТ2 (в зависимости от положения выключателя Q и его вспомогательных кон­тактов Q.3—Q.4). При отключенном выключателе работает реле КТ1 и по­сле выдержки времени = 9... 10 с контактом КТ1 воздействует на элек­тромагнит YAC включения выключателя Q. После включения выключате­ля и переключения его вспомогательных контактов начинает работать реле времени КТ2, имеющее выдержку времени t2 = t1 . Сумма выдержек времени двух реле выбрана большей времени замкнутого состояния кон­тактов РТ, поэтому реле времени КТ2 не успевает доработать и конденса­торная установка остается подключенной к шинам до момента очередно­го замыкания контактов РТ, приводящего к ее отключению. Конденса­торная установка имеет общую защиту от коротких замыканий и перегрузки. Защита выполнена посредством комбинированных реле КАТ1 и КАТ2 типа РТ-80. Для защиты от повышения напряжения использова­ны реле KV и КТЗ. При срабатывании защит промежуточное реле KL самоудерживается (контактом KL.3) и разрывает цепь включения выклю­чателя (контактом KL.1). Самоудерживание снимается кнопочным вы­ключателем SB. Источником переменного оперативного тока служит трансформатор собственных нужд подстанции с конденсаторной установкой.

 

защита от многофазных к.з. предусматривается для всей конденсаторной установки в целом. В сетях напряжением выше 1 кВ - плавкими предохранителями или двухфазной токовой отсечкой. Кроме того, предусматривается групповая защита батарей, из которых состоит установка. Групповая защита не требуется, если конденсаторы снабже­ны индивидуальной защитой.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя и ток срабаты­вания защиты выбирают с учетом отстройки от токов переходного про­цесса при включении конденсаторной установки и толчков тока при пе­ренапряжениях по условию номи­нальный ток конденсаторной установки или отдельных ее элементов (для групповой защиты и защиты секций); = 2,0...2,5.

Большее значение коэффициента отстройки принимают для плавких вставок.

Выбор трансформаторов тока защиты от токов короткого замыкания:

Ток проходящий по одной фазе КУ , тогда ток проходящий по одному конденсатору

Исходя из этого тока, выбираем предохранитель на конденсатор

По [1] выбираемПС-10У1[1]

В качестве защитного устройства выбираем 2 комбинированных реле типаРТ-80[1].

Реле тока подключаются к вторичной защитной обмотке тр-ра тока, который выбирается по

 

и Uном =10(кВ)

Выбираем трансформатор ТПЛ – 10 [5] на 300 (А).=> =300(A)

.

Ток срабатывания реле:

, где

КСХ – коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения трансформатора тока;

КТТ – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Ксх =1;

Ктт =

Чувствительность защиты считается достаточной при > 2.

Защита от перегрузки предусматривается в тех случаях, ко­гда возможна перегрузка конденсаторов высшими гармоническими тока из-за непосредственной близости мощных выпрямительных установок. Защита выполняется общей для всей конденсаторной установки и дей­ствует на ее отключение с выдержкой времени порядка = 9 с. Ток срабатывания защиты определяется условием

Тогда ток срабатывания реле

Защита от повышения напряжения устанавливается, если при повышении напряжения к единичному конденсатору может быть длительно приложено напряжение более 1,1 . Защита выполня­ется одним максимальным реле напряжения и реле времени. Напряже­ние срабатывания определяется условием = 1,1* , а выдержка вре­мени принимается равной tC .3. = 3...5 мин.

Для защиты от повышения напряжения выбираем реле напряжения типа

РН 53/200[10].

И реле времени типаРеле времени 24V(DC)ST3PC-B ( 1- 6 min)[10]

Это реле выполнены на элементной базе, с аналоговой установкой временных интервалов.

Эти реле соединяются со вторичной обмоткой тр-ра напряжения

НТМИ-10-66[5]

Максимально-токовая защита.

Для МТЗ требуется рассчитать и выбирать две установки:

1. Установка по току. Её необходимо рассчитывать и выбирать с учетом следующих четырех требований:

· Защита не должна срабатывать при максимальном токе нагрузки, т.е.

· Защита должна надежно срабатывать при КЗ в любой точке защищаемого участка, при чем согласно ПУЭ Кч≥1,5

· Защита должна срабатывать также при КЗ на соседнем участке сети, при этом Кч ≥1,2. В этом случае защита работает как резервная.

· Если за время отсчета выдержки времени аварийное повреждение устранится, то все сработавшие пусковые органы защиты должны надежно возвращаться в исходное состояние, при чем если предусмотрен режим самозапуска двигателей, то это учитывается коэффициентом запаса – Кз =(1,5-3,0), т.е.

С учетом необходимой надежности:

Кн =1,1-1,3 – коэффициент надежности

Находим максимальное значение рабочего тока защищаемой линии, исходя из максимальной допустимой перегрузки для кабелей (согласно она составляет 15%):

 

Находим ток срабатывания защиты:

где КН – коэффициент надежности, для цифровых реле – 1,1;.

Ксз.н - коэффициент самозапуска, учитывающий возможность увеличения тока в защищаемой линии, вследствие самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения после отключения КЗ, при отсутствии двигателей принимаем 1,1;.

КВ – коэффициент возврата, для цифровых реле 0,96.

Находим ток срабатывания реле МТЗ:

,

где: КСХ – коэффициент схемы, для полной и неполной «звезды» КСХ =1;

КТТ - коэффициент трансформации тр-ра тока выбранного на Л4.

Проверим установки с помощью коэффициента чувствительности:

Чувствительность защиты считаем достаточной.

Выдержку времени выбираем прежде всего с учетом необходимости селективности. Так как, ранее, мы уже выбирали приведенное время КЗ с учетом селективности, то соглашаемся с этим значением.

Т.е.

Для выбора определенной защитной характеристики (выбранный тип времятоковой характеристики – инверсная) определим:

1. Кратность тока:

2. Принимая для выбранного типа коэффициенты, задающие крутизну зависимых времятоковых характеристик равными α=0,02 и β=0,14, находим «временной» коэффициент:

Токовая отсечка

Токовая отсечка – это МТЗ быстрого действия, которая работает без выдержки времени или с незначительной выдержкой (0,3-0,6с).

Токовая отсечка применяется для ускорения отключения поврежденных линий и других электроустановок при КЗ в зоне действия токовой отсечки. Обычно токовую отсечку отстраивают от КЗ на вторичной стороне трансформатора, от пусковых токов двигателей, от токов КЗ на соседних участках.

Определяем ток срабатывания защиты:

где КН – коэффициент надежности, для цифровых реле 1,1-1,15 (без задержки времени);

- ток КЗ в конце защищаемой линии.

Находим ток срабатывания реле ТО:

где КСХ – коэффициент схемы;

КТТ - коэффициент трансформации тр-ра тока выбранного на Л4 ;

Проверим установки с помощью коэффициента чувствительности:

Отсюда видим, что токовая отсечка не проходит по чувствительности, т.е. её применение на этом участке не целесообразно.

Автоматическое повторное включение.

- Устройство имеет функцию однократного или двукратного автоматического повторного включения (АПВ). Наличие АПВ, а также количество циклов задается установкой. Также установками определяется время выдержки первого и второго циклов.

- Время восстановления АПВ составляет 120 с (2 минуты). В случае аварийно-го отключения в первые 30 с после включения выключателя линии функция АПВ будет заблокирована (блокировка АПВ при опробовании).

- АПВ может быть дополнительно заблокировано с помощью тумблера «АПВ» на передней панели устройства, а также по внешнему сигналу. Блокировка внешним сигналом возможна «по уровню» (только при наличии сигнала) или «по фронту» (даже после снятия сигнала). Вид блокировки определяется установкой «Фикс. блок. АПВ».

- При выключенной установке «АПВ» светодиод «Блокировка АПВ» автоматически выключается.

- С помощью соответствующих установок можно разрешить или заблокировать пуск АПВ при срабатывании отдельных видов или ступеней защиты, включая несанкционированное (самопроизвольное) отключение. АПВ блокируется при отключении от дуговой защиты, от газовой защиты, от МТЗ-4, а также при пуске УРОВ.

Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ).

- Защита от ОЗЗ реализована по сумме токов высших гармоник - 3-й, 5-й и 7-й. При этом данные частоты выделяются цифровым фильтром. Подавление сигнала основной частоты 50 Гц при этом полное. Данная ступень защиты может быть отключена установкой.

- Отдельно задается защита от ОЗЗ по току первой гармоники - 50 Гц, опреде­ляя как сам факт учета наличия тока основной частоты, так и его пороговое значение.

- Защита от ОЗЗ от обоих каналов объединяется по ИЛИ и имеет одноступенча­тую независимую характеристику с одной выдержкой времени.

- Значения токов срабатывания задаются во вторичных значениях тока, непо­средственно поступающего на входные клеммы устройства. При расчете установки следует учитывать коэффициент трансформации ТТНП, стоящего на фидере, обычно равный 25:1 (для ТТНП типа ТЗЛ, ТЗЛМ).

Параметры защиты от ОЗЗ на высших гармониках приведены в табл.

Таблица

Значение

Наименование параметра

0,005 - 0,500 0,001 0,05 - 99,00 0,01 ±25 ±3 0,95 - 0,92

1 Диапазон установок по току 3 I 0 высших гармоник (во вторичных значениях), А:

2 Дискретность установок по току 3 I 0 высших гармоник, А:

3 Диапазон установок по времени, с

4 Дискретность установок по времени, с

5 Основная погрешность, от установок, %

по току 3 I 0 высших гармоник по времени

6 Коэффициент возврата

- Защита от ОЗЗ может выполняться на отключение или на сигнализацию в зависимости от установки.

- Значения тока срабатывания по высшим гармоникам задаются во вторичных значениях тока 3 I 0 . При расчете установки следует иметь в виду, что значение тока суммы высших гармоник при однофазном замыкании на землю составляет примерно 5% от тока первой гармоники, который появился бы в данной сети при отсутствии компенсации.

 

Заключение

В этой курсовой работе я получил неоценимые знания в области разработки, конструирования и внедрения новых технологий в системы электроснабжения горного предприятия, которые так важны студентам нашей специальности. Рассмотрел такие важные вопросы в электроснабжение как выбор силовых трансформаторов для ГПП и схемы электрических соединений двухтрансформаторной ГПП горного предприятия, выбор и проверка оборудования, выбор компенсирующего устройства и его защиты, и многое другое.

Электроснабжение горных предприятий осуществляется следующими основными способами:

- От автономных источников питания

- От собственных электростанций, связанных с энергетической системой

- От энергетических систем

- От автономных, несвязанных друг с другом тепловых электростанций, а также от передвижных дизель электростанций питаются шахты и рудники небольшой производительности, расположенные в малоосвоенных районах и удалённые от ЛЭП энергосистемы.

Небольшое число шахт имеют собственные промышленные электростанции. Они работают с использованием добываемого топлива, связаны ЛЭП с энергосистемами и могут поставлять электроэнергию энергосистемам.

Мой кругозор расширился, т.к. курсовая работа была очень трудоемкой и в ней приходилось прорабатывать очень много литературы и справочников, а также пользоваться другим, более популярными на сегодняшний день, источником информации (Интернет).

Список литературы

 

1. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник, том 2, 2003 г.

2. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию, 2003 г.

3. ПУЭ, 6 издание, 2001 г.

4. Щуцкий В.И. Электрификация подземных горных работ, 1986

5. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий, справочник, 2005

6. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий, Учебник, 2005

7. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий, 2005 г.

8. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03).

9. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения, 2006 г.

10. http://www.yandex.ru

11. Князевский Б.А., Липкин Б.Н.. Электроснабжение промышленных предприятий;

12. Журнал «Энергетик», 2007, №8.

13. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках, 1984 г.

14. Справочник по проектированию электроснабжения/ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.; М.:Энергоатомиздат,1990.

 

Южно-казахстанской области Республики Казахстана

Кентауский Политехнический колледж

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти