Инновационные технологии в системе электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение. Инновационные технологии в системе электроснабжения

 

 

Современные вакуумные низковольтные  коммутирующие  устройства. Вакуумные  коммутационные устройства, к которым  относятся высоковольтные выключатели, низковольтные и высоковольтные контакторы, автоматические выключатели  и дугогасительные камеры, представляют собой надежное электрооборудование с большим сроком службы.  Поэтому применение его при проектировании и конструировании систем электроснабжения объектов различного назначения является экономически целесообразным.

Современные вакуумные коммутационные устройства приспособлены для работы без текущих и средних ремонтов в течении всего срока их службы (25 лет). Периодические проверки их состояния, являющиеся минимальными, необходимы в связи с тем, что технические характеристики с течением времени могут изменяться (например, из-за загрязнения изоляции, разрегулировки узлов, высыхания смазки ).

Современные вакуумные коммутационные устройства отличает высокая электрическая  прочность изоляции, определяемая свойствами полимерного материала. Следует  заметить, что полимерная изоляция загрязняется незначительно, поэтому  исключается необходимость проведения профилактических работ при эксплуатации. Однако, как бы ни была надежна конструкция  вакуумных коммутирующих устройств, необходимо считаться с возможными случаями их отказа и повреждением узлов и деталей.

Одним их известных производителей вакуумных устройств, отличающихся повышенной надежностью и долговечностью, является ФГУП НПП «Контакт» (г. Саратов).

Контакторы вакуумные типа КВТ  – 1.14 (3-х, 2-х, однополюсные) низковольтные, открытого исполнения с естественным воздушным охлаждением, встраиваемые в комплектные устройства, предназначены  для включения и отключения приемников электрической энергии.

Вакуумные контакторы характеризуются  небольшими габаритными размерами  и малой массой. Они рассчитаны на длительный срок службы при минимальных  затратах на обслуживание.

Triline-R  будущее распределительных систем. Шкафы серии Triline-R являются действительно уникальным предложением на рынке электротехнической продукции. Они сочетают в себе простоту сборки и проектирования, отличное немецкое качество и высокий уровень безопасности. Использование этой серии шкафов предоставляет возможность эффективного решения задач распределения энергии на базе низковольтной аппаратуры и автоматизации технологических процессов. Компания АББ использует модульную систему для всех шка-фов – от небольших бытовых щитков до напольных вводно – распределительных шкафов. Это позволяет заказчику спланировать электрооборудование на всем объекте – от главного распределительного щита до дополнительных, используя единую систему. По функциональному предназначению системы Triline-R можно выделить следующие ее конфигурации: вводные распределительные панели; распределительные панели с защитой отходящих линий плавкими предохранителями; распределительные панели с защитой отходящих линий силовыми автоматами; шкафы кабельных и шинных присоединений; шкафы с поворотной или фиксированной рамой.

Возможность свободной планировки в шкафах  Triline-R позволяет учитывать индивидуальные потребности заказчиков. В данных шкафах могут быть смонтированы конденсаторные установки, частотные приводы, контрольно – измерительные приборы и другое оборудование любого производителя.

Различные варианты конструкции щитов  обеспечивают оптимальный доступ во время проведения работ по эксплуатации, расширению или проверке.

Открываемые стандартные задние стенки обеспечивают свободный доступ с  задней стороны: угол открывания передних дверей до ста восьмидесяти градусов; для легкого ввода кабелей  – различные верхние и нижние панели шкафа; устройствами можно управлять, не открывая двери; удобные зоны для  присоединения кабелей обеспечивают легкое подключение входящих и исходящих кабелей.

Система позволяет производить  различную компоновку оборудования. Можно расположить в форме  буквы U, буквы L, а также «спина к спине». Благодаря расположению «спина к спине» и системе с общей шиной требуется меньше меди, что снижает общую стоимость.

Система позволяет производить  быстрое планирование и сборку, обеспечивает безопасную и простую эксплуатацию.

Имеется широкий выбор медных плоских  сборных шин, отсутствует необходимость  изготовления шин по заказу клиента. Не требующие обслуживания шинные соединения уменьшают эксплуатационные расходы. Отпадает необходимость в дополнительных вентиляторах для проветривания  шкафов в пределах проверенных решений. Односекционный шкаф от 0-4000 А.

Предельная нагрузка по току автоматических выключателей АББ соответствует  указанному номинальному постоянному  току отдельных компонентов. Электромагнитная индукция снижена благодаря угловым  элементам из сплава алюминия и цинка.

Гибридные герконо-полупроводниковые реле – новое поколение защиты.

Научно – исследовательские  и опытно – конструкторские работы в области электромеханических  реле защиты, в отличие от электромеханических  реле общепромышленного назначения, не ведутся уже десятки лет. Все  силы разработчиков реле защиты давно  направлены исключительно в сторону  микропроцессорных устройств. Это  привело к тому, что в эксплуатации задержались на долгие годы реле, разработанные  в начале прошлого века (например, реле РТ – 80, разработанное известной  некогда фирмой ASEA в 1918г.). Если в начале процесса вытеснения электромеханических реле микропроцессорными еще были слышны робкие голоса в защиту первых, то по прошествии десятков лет, в течение которых устаревшие электромеханические реле продолжали интенсивно изнашиваться и ржаветь, создавая проблемы эксплуатационному персоналу, сторонников таких реле практически уже не осталось.

Что же касается объединения в одном  микропроцессорном устройстве функций  нескольких видов реле защиты, то такое  объединение вовсе не так безобидно, как кажется, поскольку отказ  любого электронного компонента, обслуживающего микропроцессор, память, источник питания  и т.д. приведет к отказу сразу  всего комплекса релейной защиты, а не только одного какого то вида защиты. В связи с изложенным становится очевидным, что сравнивать многофункциональное микропроцессорное устройство нужно не с отдельно взятым реле тока, а с комплексом современной аппаратуры, выполняющим тот же набор функций.

В последние годы появились небольшие  по размерам тиристоры и транзисторы, предназначенные для распайки на печатную плату, с коммутируемым  током в десятки ампер при  напряжении 1200-1600 В. Различные компании выпускают миниатюрные быстродействующие (доли миллисекунд) вакуумные герконы  с пробивным напряжением 1000-2500В, которые могут служить прекрасным пороговым органом защиты. При  использовании герконов следует  всегда принимать во внимание, что  их высокая надежность гарантируется  только при соблюдении ограничений  коммутационной способности, оговоренных  в технической документации. Так  же как и полупроводниковые приборы, герконы быстро выходят из строя  даже при кратковременном превышении разрешенных параметров коммутации. Вместе с тем, современные герконы, хотя и являются электромеханическими элементами, по своей надежности и  количеству коммутационных циклов приближаются к полупроводниковым элементам, а по ряду показателей, таких, как  устойчивость к помехам, импульсным перенапряжениям, значительно превосходят  последние.

 Особые качества реле на основе герконов, не свойственные обычным электромеханическим реле (высокое быстродействие, четкий и стабильный порог срабатывания, высокий коэффициент возврата на переменном токе и др.), уже позволили создать на их основе целый ряд устройств защиты и автоматики. Более того, как оказалось на основе герконов можно создавать специальные реле защиты с параметрами, недостижимыми для микропроцессорных защит. На основе комбинации герконов, магнитных цепей и полупроводниковых элементов могут быть созданы весьма интересные и перспективные устройства релейной защиты, отличающиеся своей простотой и низкой стоимостью.

Например, такое устройство, как  геркон с двумя  катушками управления может послужить основой для  защиты создания реле дифференциальной защиты, логических элементов, порогового элемента и т.д. Геркон со специальной  магнитной цепью оказывается  нечувствителен к апериодической составляющей тока в катушке. Все приведенные  выше свойства дают  несравненное преимущество перед остальными видами защит приведенными выше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчетно-техническая  часть

 

1.1 Общая  часть

 

 

Тема  данного дипломного проекта канализационная  насосная станция поселка Черемушки.

Канализационная насосная станция на 3 насоса  ФГ 450/57.5 предназначена для перекачки  хозяйственно бытовых и близких  к ним по составу производственных сточных вод и запроектирована  на  три глубины заложения подходящего  коллектора

   В объеме электротехнической части проекта входит силовое электрооборудование, автоматизация, Кип, электроосвещение и заземление насосной станции.

Электроприемники данного объекта относятся ко второй категории по надежности электроснабжения.

Максимальная  активная мощность цеха Р_ц = 585,53 кВт. Коэффициент активной мощности = 0,86.Питание цеха осуществляется кабелем ААШв 3×50 длиной l = 1 км, проложенным в трубе в траншее.Распределительные сети выполнены кабелем АВВГ, сечение от 2,5 до 120 мм². Распределительные сети проложены в кабельных каналах, на конструкциях и открыто по стенам. В местах возможных механических повреждений кабели прокладываются в стальны трубах. Среда внутри цеха влажная.

Заземление корпусов электродвигателей и электрооборудования осуществляется путем присоединения их к внутреннему контуру заземления.

Схема распределения электроэнергии внутри цеха принята комбинированной. Распределение электроэнергии осушествляется через два щита собственных нужд от комплектной трансформаторной подстанции находящейся внутри цеха.

Основными потребителями электроэнергии в  цехе являются асинхронные двигатели  насосов, вентиляторов, механические грабли и дробилки, а также сети освещения.

Электроприёмники работают от сети переменного тока промышленной частоты 50 Гц.

В качестве заземлителей приняты трубы холодного водоснабжения с сопротивлением растеканию тока R_х.в = 3,97 Ом.

 

1.2  Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

 

 

Основной  частью проекта электроснабжения объекта  является определение ожидаемых  электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей. Именно нагрузки определяют необходимые технические  характеристики элементов электрических  сетей – сечение жил и марки  проводников, мощности и типы трансформаторов, электроаппаратов и другого электромеханического оборудования.

Преувеличение ожидаемых результатов нагрузок при проектировании по сравнению  с реально возникающими нагрузками при эксплуатации объекта приводит к перерасходу проводников и  неоправданному омертвлению средств, вложенных в избыточную стоимость электрооборудования, преуменьшение – к излишним потерям мощности в сетях, перегреву, повышенному износу и сокращению срока службы электрооборудования.

Правильное  определение электрических нагрузок обеспечивает правильный выбор средств  компенсации реактивной мощности, устройств  регулирования напряжения, а также  релейной защиты и автоматики электрических  сетей.

Расчет  электрических нагрузок в данном дипломном проекте выполняется методом упорядоченных диаграмм, что позволяет вести расчеты с погрешностью 15%. Исходные данные приведены в таблице 1.

      Таблица 1 – Исходные данные для расчета электрических нагрузок

Наименование электроприемников	Номер подгруппы	Номер по плану	Рн, кВт	n, шт	kи	cosφ	tgφ
I секция
Задвижка	I	17,18	3,00	2	0,16	0,60	1,33
Затвор		14,00	0,60	1
Дробилка	II	9,00	22,00	1	0,80	0,85	0,62
Вентилятор		13,14	3,00	2
Насос		4,00	5,50	1
Грабли		7,00	11,00	1
Насос		1,20	132,00	2
Насос		13,60	4,00	1
Щит собственных нужд I
Точильно-шлифовальный станок	III	22,00	2,30	1	0,16	0,60	1,33
Электроталь	IV	24 ,00	2,40	1	0,10	0,50	1,73
II секция
Задвижка	V	19,20	3,00	2	0,16	0,60	1,33
Затвор		12,00	0,60	1
Дробилка	VI	10,00	1,10	1	0,80	0,85	0,62
Вентилятор		15,00	0,27	2
Вентилятор		16,00	0,12	1
Насос		5,00	5,50	1
Насос		2,30	132,00	2
Щит собственных нужд II
Комбинированный станок	VII	23,00	40,00	1	0,16	0,60	1,33
Электроталь	VIII	25,00	4,40	1	0,10	0,50	1,73