Электроснабжение цеха хим.-водоочистки Кузнецкой ТЭЦ

ВЕДЕНИЕ

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) - этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Особенностью ТЭЦ является использования тепла «отработавшего» в турбинах пара для нужд промышленного производства, а так же для отопления, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным энергоснабжением и получением тепла от местных котельных.
Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центра электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создаётся обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдается в энергосистему на повышенном напряжении. Существенной особенностью ТЭЦ является так же повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью.
Размещаются ТЭЦ преимущественно в крупных промышленных цен-трах. Повышенная мощность теплового оборудования в сравнении с электрическим повышает требования к охране окружающей среды. Так, для уменьшения выбросов ТЭЦ целесообразно, где это возможно, использовать в первую очередь газообразное или жидкое топливо, а также высококачественные угли [3].
Строительство Кузнецкой ТЭЦ началось в годы войны, поэтому шесть очередей ТЭЦ укомплектованы разнотипным тепломеханическим и электротехническим оборудованием на разные параметры.
Тепловая схема ТЭЦ очень сложна, в ней задействовано 17 различных редукционно-охладительных установок (РОУ). Конденсаторы турбин эксплуатируется в режиме ухудшенного вакуума. В конденсатор турбины, работающий с ухудшенным вакуумом, подается уменьшенное количество циркуляционной воды, вследствие чего она нагревается до более высокой температуры. После конденсатора сетевая вода направляется к потребителям, и после отдачи тепла возвращается обратно в конденсатор. Удельный расход пара турбин с ухудшенным вакуумом, естественно, увеличивается, а КПД. самой турбины снижается, однако КПД станции по комбинированной выработке электроэнергии и теплоэнергии значительно возрастает вследствие использования теплоты парообразования [8].
В течении всего года турбины, как правило, не работают в конденсационном режиме. Конденсаторы турбогенераторов задействованы для подогрева сетевой воды и подогрева исходной воды на цех химической обработки воды.
Станция проектировалась как конденсационная, но затем вс оборудование было реконструировано для работы в теплофикационном режиме на нужды теплоснабжения города и ближайших промышленных предприятий. Кузнецкая ТЭЦ отпускает два вида тепловой энергии: пар для промышленных предприятий и горячую воду для отопления и горячего водоснабжения предприятий, жилых и общественных зданий Кузнецкого, Центрального, Орджоникидзевского районов г. Новокузнецк.
Режим работы станции в последние годы определяется преимущественно нуждами теплоснабжения города. Учитывая износ оборудования и большую величину удельных расходов при его работе в конденсационном режиме, турбины ТЭЦ в таком режиме циклу не работают. ТЭЦ работает по тепловому графику нагрузки, задаваемому диспетчером теплосети в зависимости от наружной температуры воздуха. Таким образом, нагрузка на станции складывается из постоянной производственной нагрузки в паре и теплофикационной нагрузки на отопление и горячее водоснабжение. Пар на производство отпускается от противодавленческой турбины 9. Тепло с горячей водой отпускается от бойлерных установок 1,2,3 и двух водогрейных котлов (ВК). Бойлерные установки объединены по пару и воде. Горячее водоснабжение осуществляется по схеме открытого водоразбора из обратного трубопровода. Подпитка теплосети подаётся в коллектор обратного трубопровода от группы подпиточных насосов ТЭЦ.
В летний период на ТЭЦ несёт производственную паровую нагрузку и горячее водоснабжение города. Расход пара через турбины определяет выработку электроэнергии. С началом отопительного сезона после включения сетевой воды на циркуляцию включается в работу все турбины, в том числе и те, которые не работали летом, в режиме ухудшенного вакуума с подогревом сетевой воды в конденсаторе. С понижением температуры наружного воздуха электрическая нагрузка турбин растёт до полной загрузки теплофикационных отборов турбин. При понижении температуры наружного воздуха нагрузка на турбины остаётся неизменной, а отпуск недостаточного для покрытия пиков, тепла осуществляется от котельной через РОУ ВК.
Сложная схема подготовки химической обработки воды для подпитки теплосети и большое количество оборудования значительно увеличивает потери тепла.
В настоящее время на шести очередях Кузнецкой ТЭЦ установлено 14 котлоагрегатов пяти типов с различным способом сжигания топлива и 7 турбоагрегатов среднего и высокого давления. Для улучшения теплоснабжения города в 1989-1990 годах запущены в работу два водогрейных котла. В конце 1999 и в начале 2000 годов был дополнительно запущен паровой котёл установленной в водогрейной котельной, предназначенный для подогрева подпиточной воды системы теплоснабжения.
В связи с пуском нового парового котла и перспективой развития города, а также с увеличением нагрузки теплосети появилась необходимость в строительстве дополнительных паровых котлов для цеха предочистки и подпитки теплосети.

Оглавление
ВЕДЕНИЕ 3
Характеристика объекта проектирования 6
Исходные данные 9
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. 12
1.1 Расчет параметров электроприемников 12
1.2. Обоснование схемы. 14
1.3. Расчет электрических нагрузок. 15
1.4. Компенсация реактивной мощности. 19
1.5. Расчет электрической сети. 23
1.5.1. Выбор мощности трансформаторов. 23
1.5.2. Расчет сечения линии электропередачи 10 кВ. 25
1.5.3. Расчет сечения линии электропередачи 0,4 кВ. 25
1.5.4. Выбор электрических аппаратов. 30
1.6. Проверка оборудования на действия токов коротких замыканий. 32
Расчет тока однофазного короткого замыкания 33
2. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА 36
3. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА 38
3.1.Выбор и расчет релейной защиты трансформатора 10(6)/0,4 кВ 38
3.1.1. Выбор комплекса релейной защиты трансформаторов собственных нужд ТЭЦ и расчет релейной защиты 40
3.2.Выбор и расчет релейной защиты электродвигателя 10(6)кВ 51
4. ОХРАНА ТРУДА 55
4.1. Расчет зануления в цехе ХВО 56
4.2. Общие требования охраны труда для работников химического цеха 59
Заключение 62
Список литературы 63

Заключение

В данном дипломном проекте рассматривались вопросы электроснабжения цеха предочистки и подпитки теплосети. При решении задач электроснабжения цеха была разработана внутрицеховая электрическая сеть напряжением до 1кВ. Расчет силовой нагрузки был произведен методом упорядоченных диаграмм для расчета ЭП с разными нагрузками (все электроприемники цеха разбиваются на группы приемников однотипного режима работы с выделением в каждой группе характерных подгрупп электроприемников с одинаковыми коэффициентами использования и мощности).
Распределительная сеть выполнили кабелем АВВГ на участках от ТП до РП и изолированными проводами АПВ в трубах проложенных в полу на участках от РП до ЭП.
С учетом сопротивления трансформатора и проводников были найдены токи трехфазного и однофазного короткого замыкания.
Для всех электроприемников и РП был произведен выбор автоматических воздушных выключателей серии ВА: ВА52Г31, ВА52Г33, ВА52-39, согласование защитной аппаратуры с сечениями проводников и кабелей и проверка их на чувствительность к токам короткого замыкания.

Список литературы

1. Ананичева, С.С. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие / С.С. Ананичева, А.Л. Мызин, С.Н. Шелюг. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 48 с.
2. Кокин С.Е. Выбор схем электрических соединений подстанций / Кокин С.Е. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 43 с.
3. Окуловская Т.Я. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учебное пособие / Т.Я. Окуловская, Т.Ю. Паниковская, В.А. Смирнов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 85 с.
4. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. Учебник для вузов. – 2-е издание, переработанное и дополненное / А.А.Васильев, И.П.Крючков, Е.Ф.Наяшкова, М.Н. Околович. – Москва: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.
5. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. 4-е издание, переработанное и дополненное. / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Москва: Энергоатомиздат, 1989. 608с.
6. Богатырев Л.Л. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебное пособие / Л.Л. Богатырев, Л.Ф. Богданова, А.В. Паздерин. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 112 с.
7. http://forca.ru/stati/podstancii/mery-protivopozharnoy-zaschity.html
8. Ананичева, С.С. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования./ С.С. Ананичева, А.Л. Мызин, С.Н. Шелюг.- Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995. -55с.
9. Коновалова, Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок./ Л.Л.Коновалова, Л.Д.Рожкова. - М: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
10. Технический паспорт на элегазовые выключатели ОАО «Уралэлектротяжмаш» 2003. -16с.
11. Иванов, Н.А. Справочник по монтажу распределительных устройств выше 1 кВ на электростанциях и подстанциях. 3-е изд., перераб. и доп./ Н.А. Иванов, Н.М. Лернер, Ю.И. Рябцев. – М. : Энергоатомиздат, 1987. -304с.
12. Технический паспорт на комплектные распределительные устройства ОАО Самарского завода «Электрощит», 2003. -64с.
13. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок./ Б.Ю. Липкин. М.: Высш. шк., 1990. -366с.
14. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова. -М: Энергоиздат 1981г. -656с.
15. Рабочая программа комплексного обследования масляных баковых выключателей типа МКП-110М. установленного на ОРУ-110 кВ ПС "Сибирская" присоединение МВ-110 Т-2.
16. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 и 110-1150кВ. В 3 т. Том-2 / Под ред. Е. Ф. Макарова. -Москва: 2003. -500стр.
17. Анчарова Т.В., Рыбаков Л. М. Качество электрической энергии и ее сертификация: Учебное пособие / МарГУ. - Йошкар-Ола. - 2000.
18. Конюхова Е.А., Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. – М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001. – 320 с.: ил.
19. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1995.
20. Кудрин Б.И., Конюхова Е.А., Анчарова И.В., Расчет системы внутризаводского электроснабжения промышленных предприятий: Методическое пособие по курсу «Основы электроснабжения». – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 28 с.
21. Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий и установокю. - 4-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 1994. – 366 с.
22. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2003. – 421 с.
23. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Под ред. А .А. Федорова . - М . : Энергоатомиздат, 1986.
24. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
25. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей, —3-е изд., перераб. и доп. —Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. —296 с., ил.
26. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – 8-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 518 с.
27. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.3. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – 9-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 964 с.
28. Электропривод и электрооборудование металлургических и литейных цехов: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. Фотиев М. М. М.: Металлургия, 1983. – 288 с.
29. Элихов Е.П., Методика проверки состояния заземляющих устройств электроустановок: учебно-методические материалы. – М.: Мосэнергонадзор. – 80 с.
30. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Часть I. Электрические системы и сети: методическое пособие по дисциплине «Электрические системы и сети» / С.С. Ананичева, А.Л. Мызин, С.Н. Шелюг. Екатеринбург, 2009. 50 с.
31. Шкаф защиты трансформатора типа ШЭ2607 041. Руководство по эксплуатации / НПО «ЭКРА». Чебоксары: НПО «ЭКРА». 2002.
32. Курсовое проектирование понижающей подстанции: Методические указания для курсового проектирования/ О.М. Котов, Екатеринбург: УГТУ, 2008, 53 с.
33. Выбор схем электрических соединений подстанций. Методические указания по дисциплине "Электрическая часть станций и подстанций"/ С.Е.Кокин, г.Екатеринбург, УГТУ, 2004, 43 с.
34. Электрические станции и подстанции: Учебное пособие / С.Е. Кокин, А.М. Холян. – Екатеринбург: УГТУ, 2002, 54 с.
35. Правила устройства электроустановок / 7-е изд., перераб. и доп. – Спб.: -ДЕАН, 200, 704 с.
36. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов./Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков – 4-е изд. перераб. и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1989. – 608с.: ил.
37. Электротехнический справочник / Под ред. профессоров МЭИ. Т1, Т2, Т3, 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2004, 964 с.
38. Конспект лекций по дисциплине «Электрическая часть станций и подстанций» / В.П. Нестеренков. Екатеринбург, 2011.
39. Проектирование релейной защиты понижающих трансформаторов: учебное пособие / В.П. Федотов, Л.Ф. Богданова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 76 с.
40. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебное пособие
/Богатырев Л.Л., Богданова Л.Ф., Паздерин А.В. Екатеринбург:
ГОУ УГТУ-УПИ, 2006. 112с.
41. Электрические сети и системы. Типовые задачи: учебно-методическое пособие по курсу «Электрические системы и сети» / С.С, Ананичева, А.Л. Мызин. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 81 с.
42. Белоруссов Н.И., Саакян А.Е., Яковлева А.И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 344 с.
43. Гринберг Г.С., Смирнов В.Н. Комплектные устройства электротехнических установок. – М.: Госэнергоиздат, 1990.- 230 с.
44. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. / Под. ред. А.А. Федорова, Г.В. Сербиновского. – М.: Энергия, 1992.- 528 с.
45. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы/ Под. ред. Б.Н. Наклепаева. – М.: Энергия, 1992.- 356 с.
46. Зельцбург Л.М. Экономика электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 2003.- 116 с.
47. Гительсон С.М. Экономические решения при проектировании промышленных предприятий. – М.: Энергия, 2001.- 255 с.
48. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. - М.: Изд-во «Мастерство»; Высшая школа, 2001. – 466 с.
49. Неклепаев Б.Н., Крюков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Высшая школа, 1989. – 358 с.
50. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 124 с.
51. А.Н. Висящев, А.М. Тришечкин, Г.С. Беркин. Релейная защита и автоматика: Уч. пособ. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. – 228 с.
52. Липкин Б.Ю. Электроснабжение предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1990. – 668 с.
53. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Энергия, 2003, - 351 с.
54. Справочник по электроустановкам промышленных предприятий. /Под ред. Я.М. Большака, В.И. Круповича. – М.: Энергия, 2004.- 559 с.
55. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Госэнергоиздат, 2002.- 415 с.
56. Мукосеев Ю.М. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Госэнергоиздат, 2003.- 583 с.
57. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергия, 1997.- 473 с.
58. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. – М.: Энергия, 1995, № б, -271 с.
59. Справочник по релейной защите/ Под. ред. М.А. Берковича. – М.: Госэнергоиздат, 2005.- 583 с.
60. Андреев В.А., Бондаренко Е.В. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения. – М.: Высшая школа, 2005.- 411 с.