Справочные материалы к курсовому проектированию

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Иркутск 2002

Министерство путей сообщения РФ

ИРКУТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОТА

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Иркутск 2002

УДК 658.26

     Представлены справочные материалы, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине «Системы электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта».

     Предназначены студентам, обучающимся по специальности 101800 «Электроснабжение железных дорог».

     Табл. 31. Библиогр.: 15 назв.

     Составитель член-корр. АН ВШ РФ, д-р техн. наук, проф. А.В. Крюков. Кафедра электроснабжения железнодорожного транспорта.

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. О.Н. Войтов (ИСЭМ СО РАН); канд. техн. наук, доц. В.Д. Бардушко (ИрИИТ)

Ó Иркутский ин-т инженеров жел.-дор. транспорта, 2002

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожная отрасль является одним из крупнейших потребителей электрической энергии (ЭЭ). Ее доля в электропотреблении РФ достигает 5 %. Структура электропотребления на железнодорожном транспорте имеет вид:

· тяга поездов ……………………………………….. 80%;

· эксплуатационные нужды ………………………. 14%;

· прочее потреб­ление ……………………………… 6 %.

Главными задачами, решаемыми специалистами в области электроснабжения предприятий жел.-дор. транспорта являются:

· повышение уровня электрификации технологических процессов по подготовке подвижного состава к перевозке грузов и пассажиров;

· повышение производительности и электровооруженности труда;

· обеспечение эффективности использования ЭЭ на основе разработки и внедрения новых технологий и оборудования.

При решении этих задач необходимо использовать последние достижения в области электроснабжения промышленных потребителей и учи­тывать особенности стационарной энергетики железнодорожного транс­порта.

Развитие и усложнение систем электроснаб­жения, возрастающие требования к экономичности и на­дежности их работы, широкое внедрение устройств управления распределением и потре­блением электроэнергии на базе современных средств вычислитель­ной техники и компьютерных технологий усиливают актуальность проблемы подготовки  высококвалифицированных инженерных кадров в этой области.

Важнейшим этапом в развитии творческой деятельно­сти будущих специалистов является курсовое проектирование, в ходе которого совершенствуются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практиче­ского применения теоретических знаний.

Настоящее пособие предназначено студентам, обуча­ющимся по специальности 101800 «Электроснабжение железных дорог», специализация — «Электроснабжение пред­приятий железнодорожного транспорта», дневного и заоч­ного отделений и написано в соответствии с утвержденной рабочей программой по указанной дисциплине.

При написании пособия автор ставил своей задачей систематизировать, доступно и компактно представить основные нормативные и справочные материалы в области электроснабжения промышленных предприятий, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине «Системы электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта».

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Воздушная линия электропередачи – устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях.

График нагрузки (нагрузочная диаграмма ) – кривая, показывающая изменение нагрузок за определенный промежуток времени.

Кабельная линия - линия для передачи электроэнергии или отдельных ее импульсов, состоящая из одного или нескольких кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных кабелей, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.

Нагрузка электрического двигателя – мощность на его валу, которую он развивает в данный момент времени.

Переменные потери активной мощности – потери активной мощности, зависящие от нагрузки.

Подстанция – электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобладания той или иной функции подстанций, они называются соответственно трансформаторными или преобразовательными.

Получасовой максимум – активная нагрузка, являющаяся максимальной из средних 30 – минутных нагрузок наиболее загруженной смены промышленного предприятия.

Постоянные потери активной мощности – потери активной мощности, не зависящие от нагрузки.

Потенциал энергосбережения - реальный объем энергии, который возможно экономить при полном использовании имеющихся ресурсов с помощью проведения специальных мероприятий.

Потери активной мощности – активная мощность, расходуемая в элементах электрической сети.

Потери электрической энергии – электрическая энергия (ЭЭ), расходуемая в элементах электрической сети.

Потребитель электрической энергии – группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории.

Приемник электрической энергии (электроприемник ) –аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Расчетная нагрузка по допускаемому нагреву – неизменная во времени 30 – минутная нагрузка, которая вызывает такой же нагрев проводников сети или тепловой износ изоляции, как и реальная переменная во времени нагрузка.

Система электроснабжения – совокупность взаимосвязанных энергоустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия.

Структура электропотребления – долевое распределение суммарного электропотребления по типам потребителей.

Токопровод – устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии, состоящее из неизолированных или изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций. Жесткий токопровод заводского изготовления, поставляемый комплектными секциями, называется шинопроводом.

Централизованное электроснабжение – электроснабжение потребителей от энергосистемы.

Электрическая нагрузка – мощность, потребляемая электроустановкой в определенный момент времени.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Электрическая энергия -  форма энергии движущихся электронов или распределения электрического заряда в пространстве.

Электрический двигатель (электродвигатель) - устройство, превращающее электрическую энергию в механическую

Электрический ток - направленное движение электрических зарядов, вызванное электрическим полем. Сила электрического тока выражает количество заряда, который протекает через поперечное сечение проводника за единицу времени. Единицей силы тока является ампер (А).

Электрическое напряжение -  разность потенциалов   между двумя точками электрического поля, единицей служит вольт (В).

Электрооборудование – совокупность электротехнических устройств и (или) изделий.

Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией.

Электротехнические устройства – устройства, в которых при их работе производится, преобразуется, передается и распределяется электрическая энергия.

Электроустановка – энергоустановка, предназначенная для производства, преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии.

Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

Энергетика - в широком смысле отрасль  хозяйства, занимающаяся получением, превращениями, доставкой и использованием всех форм энергии. В более узком смысле -электрификация, теплофикация, газификация, гидроэнергетика, атомная энергетика и т. д.

Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных меду собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Энергопотребление - физическая величина, отражающая количество потребляемого хозяйственным субъектом энергоресурса определенного качества. Используется для расчета показателей энергоэффективности.

Энергосбережение - реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

Э ффективное использование ЭЭ - достижение технически возможной и экономически оправданной эффективности использования ЭЭ при существующем уровне развития технологии и одновременном снижении техногенного воздействия на окружающую среду.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Разработать проект системы электроснабжения промышленного предприятия железнодорожного транспорта в связи с модернизацией или заменой силового электрооборудования, изменением или совершенствованием технологического процесса:

· определить электрические нагрузки с учетом перспективы развития предприятия;

· разработать схему внутризаводского и внешнего электроснабжения;

· рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) и выбрать электрооборудование;

· спроектировать сеть низкого напряжения одного из цехов;

· выполнить индивидуальное задание;

· рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

Ниже приводится примерный перечень разделов проекта с краткими пояснениями по их выполнению. Перечень может быть изменен руководителем в зависимости от тематики и состава проекта.

Титульный лист и бланк задания заполняются по образцам, приведенным в приложениях 1, 2.

Аннотация размещается после задания. В ней излагается основное содержание работы и полученные результаты. Объем аннотации составляет 15…20 строк.

Содержание включает разделы и подразделы пояснительной записки с указанием их расположения по страницам.

Во введении дается анализ основных направлений и перспектив развития систем электроснабжения в соответствии с тенденциями научно-технического прогресса. Здесь же приводится обзор литературных источников по тематике проекта.

Исходные данные для проектирования:

а) географическое положение; условия окружающей среды; требования по бесперебойности питания; характеристика технологического процесса; режим работы предприятия.

б) существующая система расчетов за электрическую энергию и условия подключения к электроэнергетической системе (тарифы, сопротивление системы, напряжения источников питания и расстояния до них).

д) ведомость электрических нагрузок по каждому цеху; классификация и общие характеристики электроприемников по напряжению, роду тока, надежности и режимам работы;

Основное содержание проекта излагается в следующих разделах:

Расчет электрических нагрузок. Расчет ведется по цехам, затем по трансформаторным и распределительным подстанциям, далее по предприятию в целом с учетом установки компенсирующих устройств.

Выбор местоположения, числа и мощности цеховых и главной понизительной подстанций производится на основании построения картограммы нагрузок с учетом требований по надежности электроснабжения.

Выбор схемы электроснабжения и напряжения питающих и распределительных сетей осуществляется на основе технико-экономических расчетов.

На этапе сравнения вариантов параметры электрооборудования выбираются и проверяются по условиям длительного режима без проверки по стойкости к токам короткого замыкания.

Расчет сетей низкого напряжения одного из цехов предприятия. Вопросы, решаемые в данном разделе, в основном повторяют круг вопросов, изложенных выше применительно к проектированию системы электроснабжения предприятия на высоком напряжении.

Индивидуальное задание. Содержание данного раздела согласуется с руководителем проекта и может включать в себя следующие вопросы:

· регулирование мощности компенсирующих устройств;

· разработка мероприятий по снижению потерь и экономии электрической энергии;

· разработка систем учета и контроля электропотребления;

· регулирование режимов электропотребления;

· внедрение новых электротехнологических процессов;

· расчет надежности системы электроснабжения;

·  составление электробаланса предприятия;

· разработка мероприятий по экономии электроэнергии и т.д.

Кроме того, индивидуальное задание может носить учебно-исследовательский характер по научной тематике научно-исследовательских работ кафедры ЭЖТ. В отдельных случаях курсовой проект может целиком представлять завершенное учебное исследование или проектно-конструкторскую разработку, в том числе по модернизации и созданию новых лабораторных установок.

Библиографический список. Здесь приводится список литературы в порядке ссылок на нее в тексте записки.

Графическая часть. На листы чертежей выносятся:

1. Генплан предприятия с нанесением распределительных подстанций и сетей.

2. Схема электроснабжения предприятия.

3. План цеха с нанесением силовых сетей.

Расчетно-пояснительная записка и чертежи оформляются в соответствии с действующими стандартами.

Рекомендуемый объем расчетно-пояснительной записки составляет 30…50 страниц рукописного текста на листах стандартного формата А4.

Графическая часть выполняется на листах стандартного формата А3 в количестве 3 листов.

Пояснительная записка и чертежи подписываются автором проекта и руководителем.

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для силовых сетей 380 В