Проектирование электроснабжения дизелестроительного завода

Уравнение баланса реактивной мощности

,мои:

.

Значение  потребляемой РМ на предприятии превышает  количество РМ, получаемой от установок компенсации, синхронных двигателей и энергосистемы, поэтому необходим дополнительный источник реактивной мощности. В качестве такового принимаем установку компенсации реактивной мощности высокого напряжения нерегулируемую без разъеденителя  типа КРМ-6,3/10,5-750 с номинальной мощностью 750квар. Установку компенсирующего устройства производим  на шины ГПП.

 

7 Окончательный выбор и проверка трансформаторов

7.1 Выбор трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

 

Окончательный выбор трансформаторов ЦТП производим с учётом того, что полная мощность пропускаемая через них меньше полной расчётной нагрузки на стороне НН на величину реактивной мощности генерируемой установками компенсации.

Полная  мощность пропускаемая через трансформаторы ЦТП

для ТП2:

.

Мощность  трансформаторов ТП

для ТП2:

_{К установке принимаются  трансформаторы типа ТМЗ-250/10, по таблице 5.3 [2].}

_{Аналогичные расчёты проводим для остальных ТП. Результаты приведены в таблице 7.}

Окончательный выбор мощности силовых трансформаторов  ГПП производится на основе полной мощности , пропускаемой через них.

,

К установке принимаются два трансформатора ТМН-4000/35.

 

 

Таблица 7.1 – Окончательный выбор трансформаторов

 

№ ТП	n	Кз	Pрн, кВт	Qрн, квар	Qнк, квар	Sрн, кВА	Sнт, кВА	Тип трансформа-тора
ГПП	2	0,7	4819,27	3759,51	1700	5240,89	3743,49	ТМН-4000/35
ТП 1	2	0,7	1105,70	711,97	0	1315,09	853,96	ТМЗ-1000/10
ТП 2	2	0,7	359,98	296,38	175	379,89	246,68	ТМЗ-250/10
ТП 3	2	0,7	288,51	321,77	100	363,90	236,30	ТМЗ-250/10
ТП 4	2	0,7	464,26	609,72	225	602,95	391,52	ТМЗ-400/10
ТП  5	4	0,7	747,42	673,01	100	941,79	611,55	ТМЗ-630/10
ТП  6	2	0,7	561,86	570,51	350	603,58	391,94	ТМЗ-400/10

 

7.1 Проверка трансформаторов ЦТП  на перегрузочную способность

7.1.1 Проверка на систематическую перегрузку

Проверка  трансформаторов осуществляется по наиболее загруженному летнему графику суточной нагрузки для автомобильной промышленности, приведенному на рисунке 3.

 

Рисунок 3 - Летний графики суточной нагрузки для автомобильной промышленности

Подробно  рассматриваем проверку трансформаторов ТП1  ТМЗ-1000/10.

Определяем коэффициент обеспеченности трансформаторной мощностью по формуле:

 

                                                                                           (8.4)

 

где   Sт – номинальная мощность трансформатора (кВА);

        Sм  - расчетная максимальная нагрузка (кВА);

        n –  количество трансформаторов  на подстанции.

 

                              

 

Т. к. К*нт >1, проверка на систематическую перегрузку не требуется.

Результаты  расчета для остальных ТП приведены  в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку

 

№ ТП	Sм, кВА	n, шт	Sнт, кВА	Кнт	Необходимость проверки
ГПП	5240,89	2	4000	1,53	нет
ТП 1	1315,09	2	1000	1,52	нет
ТП 2	379,89	2	250	1,32	нет
ТП 3	363,90	2	250	1,37	нет
ТП 4	602,95	2	400	1,33	нет
ТП 5	941,79	2	630	1,34	нет
ТП  6	603,58	2	400	1,33	нет

 

 

7.1.2 Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку

Проверку  трансформаторов на аварийную перегрузку осуществляем по ГОСТ 14209-85.

Проверка  трансформаторов осуществляется по летнему графику суточной нагрузки для автомобильной промышленности, приведенному на рисунке 3.

Определение коэффициента начальной аварийной  перегрузки :

Пример  расчета выполняется для трансформаторов  ГПП

                                    .

На  суточный летний график нагрузки наносится  линия параллельная оси абсцисс  с ординатой равной величине К_{нт ав}^*, рисунок 3.

По  пересечению графика нагрузок и  линии К_{нт ав}^* определяется время аварийной  перегрузки t_{п ав} . Для ГПП: .

Определение коэффициента начальной загрузки в  аварийном режиме К_1ав:

 

К_1ав= ;

Определение коэффициента аварийной перегрузки :

   ;

= .

Определение максимального коэффициента перегрузки в аварийном режиме

;

.

Так как  , то расчётный коэффициент перегрузки  принимается , а время перегрузки определим по формуле

                                                                                               (3)

Используя исходные данные: время перегрузки, К_1ав, систему охлаждения «М», эквивалентную среднегодовую температуру охлаждающей среды для г. Оренбурга, равную 12 C⁰ по ГОСТ 14209-85, определяется допустимая аварийная перегрузка трансформаторов.

Для трансформатора ТМН-4000/35:      

К_2ав ;

t_{п ав} = 4 ч

Q = 12 ºС

Система охлаждения трансформатора – М

По  ГОСТ 14209-85 находится допустимый коэффициент аварийной перегрузки .

Проверка  осуществляется по выражению:

                                             

                                                           .

Выбранный трансформатор удовлетворяет условию  проверки на аварийную перегрузку. Проверочные расчёты по другим ТП сводятся в таблицу 7.3.

 

Таблица 7.3 – Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку

№ ТП		Необходимость проверки	tп ав, Ч	К1ав				t`пав, Ч	Q, ºС	Сист. охлаждения
ГПП	0,76	Да	9	1,16	0,79	1,19	1,19	4	12	М	1,6
ТП 1	0,66	Да	9	1,16	0,79	1,19	1,19	4	12	М	1,6
ТП 2	0,69	Да	11	1,31	0,87	1,37	1,37	4	12	М	1,6
ТП 3	0,66	Да	11	1,25	0,83	1,31	1,31	4	12	М	1,6
ТП 4	0,67	Да	11	1,30	0,86	1,36	1,36	4	12	М	1,6
ТП  5	0,66	Да	11	1,29	0,85	1,35	1,35	4	12	М	1,6
ТП  6	0,76	Да	11	1,30	0,86	1,36	1,36	4	12	М	1,6

 

Трансформаторы  ГПП и все трансформаторы ЦТП  удовлетворяют условию проверки на аварийную перегрузку.

 

8. Экономически целесообразный режим работы двухтрансформаторной подстанции.

 

Потери  мощности в трансформаторе складываются из потерь в стали сердечникам(потери холостого хода) и потерь в обомтках трансформатора (потери короткого замыкания). Потери в стали сердечника не зависят от загрузки трансформатора, а потери в обмотках изменяются пропрорционально квадрату нагрузки (мощности S или тока I). В паспортных данных для определенного типа трансформатора приводятся значение потерь короткого замыкания для номинальной нагрузки

Суммарные потери мощности в одном трансформаторе при нагрузке S определяются зависимостью:

 

где S - заданная нагрузка; Sн - номинальная мощность трансформатора.

Эта зависимость имеет вид, показанный на рисунке (кривая 1).

Суммарные потери в двух однотипных трансформаторах  при общей нагрузке S определяются зависимостью:

 

Зависимость имеет вид, показанный на рисунке (кривая 2). При значении мощности, равной величине, называемой граничной мощностью Sгр потери мощности в одном трансформаторе и двух одновременно включенных оказываются равными.

Величину  Sгр. можно вычислить, приравняв правые части выражений:

Величина  Sгр имеет важное практическое значение, т.к. позволяет выбрать оптимальный режим эксплуатации трансформаторной подстанции. При нагрузках S меньше Sгр целесообразна работа при включении одного трансформатора, при S больше Sгр целесообразно включать два трансформатора. При этом достигается минимум потерь мощности и энергии. Оценить эффект от снижения потерь мощности можно, определив разность потерь для нагрузки S при включении одного и двух трансформаторов.

 

 

Рисунок 4 - Зависимость потерь мощности от нагрузки при включении одного и двух трансформаторов: 1 – включен один трансформатор, 2 – включены два трансформатора

 

В реальных условиях экономически целесообразный режим работы трансформаторов реализуется редко. Это обусловлено многими факторами: относительно малый экономический эффект, усложнение эксплуатации оборудования подстанций из-за частых включений и отключений одного из трансформаторов, дополнительноые трудности в обеспечении необходимой степени надежности электроснабжения и др.

 

9  Безопасность жизнедеятельности

Завод цветной металлургии является производственным объектом, на котором осуществляется рабочая деятельность человека, а любая деятельность человека является потенциально опасной. На территории завода расположены цеха, имеющие высокое электрическое напряжение электрооборудования промышленной частоты, пожароопасные факторы, температурные факторы,  механические опасности. Все это представляет потенциальную опасность для человека.

 

9.1 Охрана труда

9.1.1 Особенности организации охраны труда

Система охраны труда (ОТ) на любом предприятии или в организации как система сохранения жизни и здоровья работников определяет следующие основные мероприятия: правовые; социально-экономические; организационно-технические; санитарно-гигиенические; лечебно-профилактические и реабилитационные.

Трудовой  кодекс РФ предоставляет государственные  гарантии на создание  благоприятных  условий труда, защиту прав и интересов  работников и работодателей.

  Мероприятия правового и социально-экономического характера обеспечивают следующие права каждого работника: на безопасный труд; на обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний; на возможность получения информации о состоянии безопасности труда и запрос о проведении проверки условий и охраны труда на рабочем месте, обращения в любые представительные органы по вопросам охраны труда; на возможность отказа от выполнения работ в случае возникновения опасности для его жизни и здоровья; на компенсации за работу с вредными и опасными условиями труда.

Финансирование  мероприятий по улучшению условий  и охраны труда работодателями осуществляется в размере не менее 0,2% от суммы затрат на производство продукции.

Государство проводит эффективную налоговую  политику, стимулирующую создание безопасных условий труда, разработку и внедрение  безопасных  техники и технологий.

Организационно-технические  мероприятия включают в себя создание системы управления охраной труда как составной части общей системы управления организации, касающейся вопросов охраны здоровья и безопасности  труда и включающей в себя  организационную структуру, деятельность по планированию, распределению ответственности, процедуры, процессы и ресурсы для разработки, внедрения, достижения целей (снижение риска воздействия на человека опасных и вредных производственных факторов), анализа результативности политики  и мероприятий охраны труда организаций. Обязанности по обеспечению безопасных условий и охраны труда в организации возлагается на работодателя. В каждой организации, осуществляющей производственную деятельность, с численностью более 50 работников создается служба охраны труда или вводиться должность специалиста по охране труда, имеющего соответствующую подготовку или опыт работы в этой области. В организации с численностью 50 работников и менее решение о создании службы охраны труда или введении должности специалиста по охране труда принимается работодателем с учетом специфики деятельности данной организации. При отсутствии в организации службы охраны труда (специалиста по охране труда) работодатель заключает договор со специалистами или с организациями, оказывающими услуги в области охраны труда.  Данные мероприятия  включают в себя также обучения безопасным методам и приемам выполнения работ по охране труда и оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве, инструктаж по охране труда (вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой), стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда, безопасных методов и приемов выполнения работ (организация обучения вопросам безопасности труда проводится в соответствии с ГОСТ 12.0.004-90); государственный надзор и контроль за соблюдением требований ОТ.