Курсовая работа по электроснабжению зданий для ТулГУ, пример оформления

КУРСОВАЯ РАБОТА дисциплины Электроснабжение зданий и населенных мест с основами электротехники и электроники Содержание Бланк задания ……………………………………………………………………………………………….. 3 Задание 1 ………………………………………………………………………………………………………. 4 Задание 2 …………………………………………………………………………………………………….. 11 Задание 3 …………………………………………………………………………………………………….. 15 Задание 4 …………………………………………………………………………………………………….. 18 Задание 5……………………………………………………………………………..19 1 Общая часть ……………………………………………………………………………………………… 21 1.1 Назначение …………………………………………………………………………………………….. 21 1.2 Определения категории надежности электроснабжения ………………………….. 23 2 Расчетно-техническая часть проекта …………………………………………………………. 26 2.1 Расчет нагрузок ……………………………………………………………………………………… 26 2.2 Выбор трансформаторов ………………………………………………………………………… 29 2.3 Расчѐт токов трехфазного короткого замыкания ……………………………………… 30 3 Расчѐт токов К3 в именованных единицах в точке К2 при среднем напряжении Uср2 ………………………………………………………………………………………….. 33 4 Расчѐт токов К3 в относительных единицах. ……………………………………………… 34 5 Выбор низковольтной пуско-защитной аппаратуры …………………………………… 37 6 Выбор высоковольтного электрооборудования ………………………………………….. 40 7 Расчет заземляющего устройства ………………………………………………………………. 41 8 Расчет молниезащиты ……………………………………………………………………………….. 47 9 Основы пожарной безопасности на КНС …………………………………………………… 51 10 Электрическая схема электроснабжения котельной………………………….53 Заключение………………………………………………………………………….54 Список литературы …………………………………………………………………55 Задание 5 «Электроснабжение котельной установки» Исходные данные для проектирования Кол-во водогрейных котлов- 3 Марка водогрейного котла – КВ-ТС-10 Кол-во паровых котлов — 3 Марка парового котла – ДЕ-4-14-ГМ, КЕ-4-14С Вид топлива – Кам.уголь_________________________ Условия внешнего электроснабжения: Линия подключения — кабельная Напряжение линии подключения – 6 кВ Номинальная мощность сварочного трансформатора – Аварийное освещение: Мощность аварийного освещения в % от мощности рабочего освещения — 11 Напряжение сети аварийного освещения – 48 В Тип аккумуляторных батарей — С Грунт — Глина 1 Общая часть 1.1 Назначение Канализационная насосная станция (КНС) представляет собой целый комплекс гидротехнического оборудования и сооружений, который используется для перекачки хозяйственно-бытовых, промышленных или ливневых сточных вод в тех случаях, когда их отведение самотѐком невозможно. Такие станции следует использовать в тех случаях, когда жидкость самостоятельно не транспортируется. Принцип работы такой станции заключается в том, что по трубопроводу стоки попадают в приемную (нижнюю) часть, где расположены насосные агрегаты. На трубопроводах насосных агрегатов установлены обратные клапаны, именно они не дают сточным водам попадать обратно в трубопровод. В нижней части КНС располагается корзина, удерживающая крупный мусор, чтобы он не попал в насос. Для очистки корзины и обслуживания насоса внутрь можно попасть через люк, расположенный в верхней части КНС. Для извлечения насоса предусмотрены цепь и направляющая труба, а для того, чтобы спуститься вниз, в колодце станции есть лестница и площадка обслуживания. Отслеживание работы насосов ведется с помощью датчиков с внесением их описания. Конструкция КНС Наиболее часто строятся канализационные насосные станции шахтного типа. Круглая в плане форма обуславливается опускным способом строительства. Для станции большой пропускной способности, оборудованной насосами со значительной высотой всасывания, целесообразна схема с отдельно стоящим приемным резервуаром. При совмещении машинного отделения с приемным резервуаром последний вытягивают вдоль машинного отделения. Подземная часть выполняется из железобетона футерованого пластиковой оболочкой, бетона или стеклопластика. Составные части: Приемный резервуар оборудуется решеткой или водобойной пластиной. Решетка предназначена для задержания крупного мусора. Необходимый объѐм приемного резервуара определяют по графику притока и откачки сточных вод. Насосы подбирают по требуемому напору и максимальной подаче насосной станции. Напорный трубопровод выполняют, чаще всего, в две линии из стальных или пластиковых труб. 1.2 Определения категории надежности электроснабжения В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяют на следующие три категории: Электроприемники I категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников I категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работы которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников I категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимой непрерывности технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения. Электроснабжение электроприемников I категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса. Электроприемники II категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недо- отпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание электроприемников II категории по одной BJI, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току BJI. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. Электроприемники III категории — все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. КНС относится к второй категории так как отключение электричества может привести к остановки насосной системы. 2 Расчетно-техническая часть проекта 2.1 Расчет нагрузок Определение электрических нагрузок производится с целью выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов по нагреву и потере напряжения, для расчета отклонений и колебаний напряжения, правильного выбора защитных устройств и компенсирующих установок. При выполнении курсового проекта применяем метод коэффициента спроса для определения расчетной максимальной нагрузки проектируемого объекта. Под номинальной (установленной) мощностью электроприемника понимается его мощность, указанная на заводской табличке или паспорте. Для одного электроприемника длительной работы (продолжительность включения равна 100% или ПВ = 1) номинальная (установленная) активная мощность. Для электродвигателя номинальная мощность соответствует мощности, развиваемой двигателем на валу при номинальной нагрузке и номинальном напряжении. Для электроприемника с повторно-кратковременным режимом работы в паспорте обычно указывают мощность pпасп при определенной продолжительности включения ПВ (относительная продолжительность включения выражается в долях или процентах). Поэтому в расчет нагрузки вводят номинальную мощность, приведенную к ПВ=1, для электродвигателей по формуле. Порядок заполнения таблицы 1 В графу 1 в соответствии со схемой питания записываются: а) наименование узла, для которого производится определение электрических нагрузок (силовой шкаф, питающая линия, магистраль, цех, секция щита, трансформаторная подстанция и т.п.); б) наименование групп электроприемников одного режима работы (с одинаковыми К С и cosφ), питающихся от данного узла. Каждый многодвигательный агрегат считается как один электроприемник. 7 Расчет заземляющего устройства С целью обеспечения безопасности людей по условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от грозовых и других перенапряжений в электроустановках должно быть сооружено заземление. Заземление – это совокупность проводников, соединяющих подлежащие заземлению элементы электроустановок (корпуса электродвигателей, арматуру светильников, оболочки шинопроводов и т. п.) с заземляющими устройствами или с заземленной нейтралью — нулем трансформатора. Заземляющими проводниками являются: нулевые (четвертые) жилы кабелей, нулевые провода электропроводок или голые проводники — прутки, ленты, полосы, прокладываемые специально для выполнения заземляющей сети. Наряду с перечисленными проводниками для выполнения отдельных участков заземляющей сети могут быть использованы трубы электропроводок, оболочки шинопроводов, короба и лотки, алюминиевые оболочки кабелей (применение свинцовых оболочек кабелей в качестве заземляющих проводников не допускается), металлоконструкции зданий и сооружений и т. п. Применение перечисленных элементов в качестве проводников сети защитного заземления допустимо лишь в тех случаях, когда эти элементы надежно обеспечивают непрерывность цепи (например, металлоконструкции здания, скрепленные сваркой) или если их удаление влечет за собой разрыв цепи фазных проводов, питающих заземленные электроприемники (например, трубы электропроводок). Нормируемое сопротивление в соответствии с ПУЭ составляет 4 Ом Заземлитель выбирается выносного типа, расположенный у наружной стены цеха. Естественных заземлителей нет. Ток замыкания на землю неизвестен, длина кабельных линий 10 кВ равна 3,15 км (lКЛ=3,15 км). Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых. Полученное значение сопротивления заземления не удовлетворяет условиям требуемого значения, поэтому увеличиваем количество вертикальных электродов до 13, при этом сопротивление растекания горизонтального электрода 8,766 Г R  , тогда сопротивление растеканию группового заземлителя. Полученное значение сопротивления заземления меньше требуемого значения, но так как повышаются условия безопасности, то принимается данный вариант выполнения заземлителя как окончательный. 8 Расчет молниезащиты На подстанциях 6-500 кВ трансформаторы, ОРУ, ЗРУ, маслохозяйство и другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены от ударов молнии. Открытые распределительные устройства должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений. Грозовые перенапряжения возникают при ударе молнии в электрическую установку или вблизи нее. Защита от прямых ударов молнии осуществляется стержневыми молниеотводами, которые, как правило, устанавливаются на конструкциях порталов ОРУ подстанций. Здания и сооружения, имеющие металлическую крышу или крышу из непроводящего материала, снабженную молниеприемником в виде сетки из стальных прутьев диаметром 8 мм с размером ячейки 6х6 м2, при наличии надежного заземления крыш не требуют установки специального молниеприемника. Заземляющее устройство для молниезащиты выполняется объединенным с защитным заземлением подстанции. Защита подстанций от волн грозовых перенапряжений, набегающих с линии, осуществляется с помощью ограничителей перенапряжения. Для проектируемой ГПП принимается к исполнению ОПН-10УХЛ1. Схема защиты подстанций от набегающих волн приведена на рисунке 13. 9 Основы пожарной безопасности на КНС Перед началом работы ѐмкостей, насосов система автоматизации должна быть в исправном состоянии, а в случае необходимости отремонтирована. При неисправности системы автоматизации эксплуатация объектов запрещается. Основные мероприятия по пожарной безопасности: — территория станции должна содержаться в чистоте и порядке. Не допускается замазученность территории: загрязнение горючим мусором и хламом. Загромождение дорог, проездов к зданиям, сооружениям и средствам пожаротушения, а также противопожарных разрывов; — при производстве работ в газовой среде воспрещается применение ударных инструментов, изготовленных из стали: ударные инструменты должны быть изготовлены из цветного металла (меди, латуни, бронзы). Режущие инструменты должны обильно смазываться маслом, тавотом или мыльным раствором; — на объектах должен быть организован контроль воздушной среды газоанализаторами, предназначенными для контроля многокомпонентных смесей; — категорически запрещается применение для освещения насосных, резервуаров и других производственных сооружений факелов, спичек. Свечей, керосиновых фонарей и других источников открытого огня; — необходимо постоянно следить за исправностью силовой и осветительной электропроводки. Различные неисправности электросетей, которые могут вызвать пожар, должны быть устранены; — обслуживающий персонал обязан знать устройство и инструкции по применению первичных средств пожаротушения; — для тушения электропроводки и электрооборудования разрешается использовать только углекислотные огнетушители ОПУ-5; — предусматривается молниезащита взрывоопасных зданий и сооружений согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» СО 153-34.21.122-03. Молниезащита нефтеперекачивающей станции предназначена для безопасности людей, сохранности зданий, сооружений от удара молнии. В комплекс грозозащитных устройств входят молниеприемники, токоотводы и заземление. Пожарную защиту объектов КНС обеспечивает автоматическая система пенотушения, которая включает в себя средства обнаружения пожара, системы сигнализации, управления, пожаротушения. Срабатывание системы пенотушения происходит: автоматически, дистанционно или вручную. При возникновении пожара сигнал от пожарных датчиков, приводит в действие систему пожаротушения согласно ГОСТ 12.3.046-91 (2001) «ССБТ. Установки пожаротушения автоматические. Общие технические требования» Охлаждение технологических установок осуществляется из стационарных комбинированных лафетных стволов и от пожарных гидрантов, установленных на сети противопожарного водопровода с использованием передвижной пожарной техники. Наиболее частыми причинами возникновения пожаров и взрывов являются электрические искры и дуги, недопустимы перегрев проводников токами коротких замыканий и вследствие перегрузок, неудовлетворительное состояние контактов в местах соединения проводов или присоединения их к выводам электрооборудования. Возможны загорания изоляции проводов электрических машин и трансформаторов вследствие повреждения изоляции и перегрузки их токами. Чтобы избежать недопустимого перегрева проводников, искрения и образования электрических дуг в машинах и аппаратах, электрооборудования для пожароопасных и взрывоопасных электроустановок необходимо выбирать в строгом соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок. Во избежание недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания следует применять электрическую защиту проводов и электроприемников. Электрическое оборудование применяемые в электроустановках, должны обеспечивать необходимую степень защиты их изоляции от вредного действия окружающей среды и безопасность в отношении пожара или взрыва из-за их неисправности. Если требуется произвести ремонт в действующей электросети, с которой снять напряжение не представляется возможным то работы проводят в диэлектрических перчатках, стоя на резиновых ковриках. При измерениях с помощью мегомметра проверяемый участок предварительно отключают со всех сторон, откуда на него может быть подано напряжение. Ответственный за ремонтные и испытательные работы отвечает заточное выполнения всех мер безопасности. В ремонтных помещениях необходимо соблюдать чистоту и порядок, не допускать захламления. Отходы материалов, тряпки, стружку, опилки надо регулярно убирать в специально отведѐнные места. Обтирочные материалы должны храниться в металлических ящиках с крышками. Ветошь бывшая в употреблении, обладает способность к самовозгоранию, необходимо ежедневно удалять в случае возникновения пожара или возгорания принимаются немедленные меры по его ликвидации и одновременно сообщается в пожарную часть. Заключение В данном курсовом проекте были рассмотрены вопросы, которые являются основополагающими в реальном проектировании электроснабжения промышленного предприятия. В настоящее время передача электроэнергии на высоком напряжении, наиболее экономичное использование цветных металлов, выбор варианта электроснабжения предприятия с минимальными потерями электроэнергии и компенсации реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов приводит к значительной экономии денежных средств. Все перечисленные способы нашли свое отражение в выполненном курсовом проекте. В ходе курсового проекта были освоены необходимые методики расчетов, приобретены навыки работы с технической литературой. Список литературы 1. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. — М.: Высшая школа, 1990. 2. Сибикин Ю.Д., Яшков В.А. Электроснабжение предприятий и установок нефтяной промышленности. 3. Коновалова Н.Н., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. — М.: Энергоатомоиздат, 1989. 4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. — М.: Мастерство, 2001. 5. Цигельман И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. — М: Высшая школа, 1988. 6. Шеховцев В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. — М.: Форум — Инфра — М, 2004. 7. Иванова Л.Н. Электроснабжение отрасли. — М: Учебно-методический кабинет по горному, нефтяному и энергетическому образованию,2005. 8. Хисамов И.Ф., Чаронов В.Я. Расчеты токов короткого замыкания и выбор высоковольтного электрооборудования. — Альметьевск, 1996.