Диплом Реконструкция комплексной трансформаторной подстанции

В выпускной квалификационной работе предложены технические ре-шения и рекомендации для реконструкции комплексной трансформа-торной подстанции. Разработаны предложения по совершенствованию схемы распределительного устройства и замене электрического оборудования. На комплексной трансформаторной подстанции произведён выбор компенсирующего устройства, числа и мощности трансформаторов, токопроводящих частей, а также выбор аппаратов для понижения напряжения с10/0,4 кВ. Для выбора электрического оборудования ком-плексной трансформаторной подстанции. был произведен расчет электрических нагрузок.
Приведенные расчеты базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе. Расчеты выполнены с учетом основных требований. Проектируемая схема комплексной трансформаторной подстанции ...

СОДЕРЖАНИЕ
Введение______________________________________________________ 5
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ______________________________________________ 9
1.1. Описание технологического процесса предприятия_______________ 9
1.2. Характеристика электроприёмников___________________________ 12
1.3. Обоснование темы__________________________________________ 13
2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ______________________________________ 14
2.1. Расчёт электрических нагрузок________________________________ 14
2.2. Выбор компенсирующего устройства__________________________ 15
2.3. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции_______ 17
2.4. Предварительный выбор токопроводящих частей для транформатора___________________________________________________ 21
2.5. Расчёт токов короткого замыкания_____________________________ 24
2.6. Окончательный выбор токоведущих частей_____________________ 28
2.7. Выбор аппаратов для понижения напряжения с10/0,4 кВ_________ 29
3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ___________________________________ 33
3.1. Технико-экономическая характеристика цеха____________________ 33
3.2. Организация труда электроперсонала цеха______________________ 35
3.3. Организация оплаты труда электроперсонала цеха_______________ 38
3.4. Расчёт годового фонда оплаты труда электроперсонала цеха_______ 39
3.5. Расчёт экономической эффективности внедряемых мероприятий___ 42
4. ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ______________ 45
4.1. Опасные вредные производственные факторы и защита от них_____ 45
4.2. Промышленная экология_____________________________________ 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ_________________________________________________ 55
Список использованных источников_______________________________ 56

Единая энергетическая система России (ЕЭС России) состоит из 69 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).
В электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит около 700 электростанций мощностью свыше 5 МВт.
На конец 2012 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 223 070,83 МВт.
Россия располагает масштабным недоиспользуемым потенциалом энергосбережения, который по способности решать проблему обеспечения экономического роста страны сопоставим с приростом производства всех первичных энерге тических ресурсов.
Энергоемкость российской экономики существенно превышает в расчете по паритету покупательной способности аналогичный показатель в США, в Японии и развитых странах Европейского Союза.
Не смотря на это, нехватка энергии может стать существенным фактором сдерживания экономического роста страны. По оценке, до 2015 года темпы снижения энергоемкости при отсутствии скоординированной государственной политики по энергоэффективности могут резко замедлиться. Это может привести к еще более динамичному росту спроса на энергоресурсы внутри страны. Запасов нефти и газа в России достаточно, однако увеличение объемов добычи углеводородов и развитие транспортной инфраструктуры требуют значительных инвестиций.

6. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ Проверим кабель на термоустойчивость (66)С = 88 [3] 0,65 с [3] мм241,2мм2 36 мм2Вывод: Термическая стойкость при коротком замыкании не будет обеспечена, следовательно, необходимо увеличить сечение проводника до 50 мм2 АПроверим шины на электродинамическую устойчивость Н/см2 (67)где а = 30 см – расстояние между шинамиl = 150 см – длина шин между изоляторами НОпределим максимальный изгибающий момент (68)Н∙смОпределим момент сопротивления сечения (69) см2 (70) Н/см21989,6 Н/см2< 7000 Н/см2Вывод: Условие выполняется, электродинамическая устойчивость во время короткого замыкания будет обеспечена.Проверим шины на термоустойчивостьОпределим величину, пропорциональную количеству теплоты, выделяемой в номинальном режиме и после короткого замыкания - (71) (72) С С720 С< 2000 СВывод: Условие выполняется, термоустойчивость в режиме короткого замыкания обеспечена.2.7. ВЫБОР АППАРАТОВ ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ С 10/0,4 кВВысокое напряжение (10 кВ)Таблица 2 - Выбор вакуумного выключателяУсловияРасчётные величиныПараметры12310 кВ10 кВОкончание – Таблица 212335,2 А630 А4,5 кА12,5 кА81,3 МВА220 МВ∙А7,24 кА32 кАтип ВРС-10Вакуумные выключатели более просты в эксплуатации, чем масляные или электромагнитные.Основные преимущества вакуумных выключателей:-отсутствие необходимости в замене и пополнении масла;-высокая износостойкость при отключении как номинальных токов,так и токов КЗ; -простота эксплуатации, снижение эксплуатационных затрат; -бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленныеотсутствием внешних эффектов и выделений при отключении токов КЗ;-сравнительно малые габариты и масса выключателей, небольшие динамические воздействия на конструкции при работе;-легкая замена вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) и ее произвольное положение при конструировании выключателя;-высокое быстродействие выключателя;-отсутствие загрязнения окружающей среды.К недостаткам можно отнести:-трудность при создании и изготовлении, связанная со сложностьювакуумного производства;-большие капитальные вложения, необходимые для осуществления технологии производства, и отсюда — высокая стоимость;-возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов;     -склонность материалов контактов к сварке в условиях глубокого вакуума.Таблица 3 - Выбор разъединителяУсловияРасчётные величиныПараметры12310 кВ10 кВ35,2 А600 А13 кА14 кАтип РВО-10/600Таблица 4 - Выбор трансформатора токаУсловияРасчётные величиныПараметры12310 кВ10 кВ35,2 А40 А7,24 кА14 кАтип ТПЛ-10Низкое напряжение (0,4 кВ)Таблица 5 - Выбор автоматического выключателяУсловияРасчётные величиныПараметры1230,4 кВдо 0,66 кВ1137,7 А1600 А9,7 кА40 кА26,9 кА84 кАэлектрон типа Э16МВТаблица 6 - Выбор секционного выключателяУсловияРасчётные величиныПараметры1230,4 кВдо 0,66 кВ1231137,7 А1600 А26,9 кА84 кАОкончание – Таблица 6электрон типа Э16МВ3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ3.1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХАПо характеру производства глиноземный цех относится к массовому. Для него характерно технологическое разделение труда, выпуск в больших количествах однородной продукции (глинозём), нормирование производства. Характеризуется относительно низкой квалификацией работников, использует специализированное оборудование.Производство глинозема ведется непрерывно, поточно. Отсюда следует непрерывная занятость основных рабочих и оборудования. В ходе производства полностью устраняются или сводятся к минимуму всякого рода перерывы (межсменные и внутрисменные, межоперационные и внутриоперационные). Производственные потоки в глиноземном цехе характеризуется систематическим повторением циклов операций и непрерывным движением предметов труда.Производство глинозема относится к ритмичному процессу, так как предполагает регулярное повторение процессов производства через равные промежутки времени и выпуск в равные промежутки времени одинакового или увеличивающегося количеств продукции. Основная часть произведенного глинозема используется на нужды собственного электролизного цеха, или же для отсылки в качестве сырья для производства алюминия в филиалы компании РУСАЛ. При этом, пересылаемый в филиалы компании глинозем учитывается в качестве товарной продукции.Основные технико-экономические показатели работы глиноземного цеха приведены в таблице 7.Таблица 7 - Основные технико-экономические показатели работы глиноземного цехаПоказатели2012г.План2013г.ОтчётИндексы %Отчёт/ПланПланОтчётОтчёт/ПланПлан 2013/План 2012Отчёт 2013/ Отчёт 20121234567891Объем производства продукции:1.1в натуральном выражении, тыс. руб.624169605645,230,97732870780872,571,071,171,291.2 в стоимостном выражении, тыс. руб.6379007,186539185,281,038059320,829006566,881,121,261,382 Среднегодовая стоимость основных производственных фондов, тыс. руб.790839930717,51,182.1 в том числе активной части, тыс. руб.493483,54421615,030,853 Фондоотдача, руб./руб.9,339,681,043.1 Фондоотдача активной части ОПФ, тыс. руб.13,2521,361,614 Среднегодовая сумма оборотных средств, тыс. руб.1892014941,120,7920022217521,091,061,465 Численность работающих, человек.137513500,98134612600,940,980,936 Выработка продукции, т./чел.453,68448,630,99544,48619,741,141,201,387 Фонд оплаты труда, тыс. руб.3052503067321,003447763582251,041,131,178 Среднемесячная заработная плата, руб.18500189341,022134523692,111,111,151,259 Полная себе-стоимость:9.1 всего выпуска, тыс. руб.6379007,186379866,851,008059320,828816128,621,091,261,389.2 в том числе материальные затраты, тыс. руб.4848045,465040094,811,046133828,656914675,281,131,271,379.3 единицы продукции, руб. 10220105341,0310996,9311290,101,031,081,0710 Материалоотдача, руб.1,321,300,991,311,300,991,001,0011 Прибыль, тыс. руб.159318,43190438,261,201,2012 Цена, руб.1079711533,981,071,0713 Рентабельность продукции, %2,52,160,8614 Рентабельность производства, %19,9919,771,013.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ЭЛЕКТРОПЕРСОНАЛА ЦЕХА Службы ремонтного хозяйства призваны обеспечить высокую работоспособность оборудования. Эта задача выполняется в результате проведения профилактических осмотров и своевременных качественных ремонтов.На предприятиях чёрной металлургии состав и мощность ремонтного хозяйства зависит от объёма производства продукции и сортамента, структуры предприятия.Рабочая инструкция электромонтера по ремонту электрооборудования 5, 6 разряда.В своей деятельности электромонтер по ремонту электрооборудования 5, 6 разряда руководствуется:-техническими нормативными правовыми актами, другими руководящими материалами, регламентирующими выполнение работ, порученных электромонтеру   по ремонту и обслуживанию электрооборудования 6 разряда;-приказами, распоряжениями руководителя организации (главного инженера), указаниями непосредственного руководителя;-инструкциями по охране труда для каждого вида выполняемых работ, а так же для электромонтера по ремонту электрооборудования 5, 6 разряда, утвержденными руководителем предприятия.Электромонтер по ремонту электрооборудования 5, 6 разряда должен знать:-устройство и электрические схемы различных электрических машин, электроаппаратов, электроприборов,  измерения и автоматического регулирования;-принципиальные электрические схемы блокировок и сигнализационных устройств оборудования;-общие сведения о назначении и основных требованиях к максимальной токовой защите;-методы проведения испытаний электрооборудования и кабельных сетей;-схемы электродвигателей и другого обслуживаемого электрооборудования;-устройство реле различных систем и способы их проверки и наладки;-приемы работ и последовательность операций по разборке, сборке, ремонту и наладке электрических машин большой мощности, сложного электрооборудования;-правила испытаний защитных средств, применяемых в электрических установках;-порядок организации безопасного ведения работ в электроустановках, надзора и обслуживания работающего электрооборудования;-методы построения геометрических кривых, необходимых для пользования применяемыми при ремонте приборами;-принцип работы преобразователей, установок высокой частоты;-методы расчета потребности в статических конденсаторах для повышения косинуса фи;-способы центровки и балансировки электродвигателей;-назначение и виды высокочастотных защит;-правила настройки и регулирования контрольно-измерительного инструмента;-правила техники безопасности в объеме квалификационной группы по электробезопасности не ниже III;-основы электротехники;-технологический процесс выполняемой работы и иные локальные стандарты, регламентирующие выполнение работ, входящих в профессиональные обязанности;-рациональную организацию труда;-правила технической эксплуатации и ухода за оборудованием, приспособлениями и инструментом;-методы рационального использования материальных ресурсов;-требования, предъявляемые к качеству выполняемых работ, в том числе по смежным операциям или процессам;-виды брака, причины, его порождающие, способы предупреждения и устранения;-правила охраны труда, безопасные методы работы.Электромонтеру по ремонту электрооборудования 5-го, 6-ого разряда поручается:-разборка, капитальный ремонт, сборка, установка и центровка высоковольтных электрических машин и электроаппаратов различных типов и систем напряжением до 15 кВ;-наладка схем и устранение дефектов в сложных устройствах средств защиты и приборах автоматики и телемеханики;-обслуживание силовых и осветительных установок с особо сложными схемами включения электрооборудования и схем машин и агрегатов, связанных в поточную линию, а также оборудования с автоматическим регулированием технологического процесса;-монтаж и ремонт кабельных сетей напряжением свыше 35 кВ с монтажом вводных устройств и соединительных муфт;-ремонт, монтаж, установка и наладка ртутных выпрямителей и высокочастотных установок мощностью свыше 1000 кВт;-монтаж, ремонт, наладка и обслуживание устройств автоматического регулирования режимов работы доменных, сталеплавильных печей, прокатных станов, блокировочных, сигнализационных и управляющих устройств оборудования, систем диспетчерского автоматизированного управления, поточно-транспортных технологических линий, сварочного оборудования с электронными схемами управления, агрегатов электрооборудования и станков с системами электромашинного управления, с обратными связями по току и напряжению;-ремонт сложного электрооборудования сушильных и вакуумных печей, уникальных автоматов максимального тока и автоматических линий;-балансировка роторов электрических машин, выявление и устранение вибрации.3.3. ОГРАНИЗАЦИЯ ОПЛАТЫ ТРУДА ЭЛЕКТРОПЕРСОНАЛА ЦЕХА Положение об оплате труда:-Основная заработная плата рабочему за месяц начисляется путём умножения часовой тарифной ставки на фактически отработанное время за месяц.-При выполнении полного объёма работ неполным штатом рабочим производится доплата за расширение зоны обслуживания за фактически отработанное время в размере 50% тарифной ставки отсутствующего рабочего.-Электромонтёрам по ремонту и обслуживанию электрооборудования, с целью закрепления кадров трудно комплектуемой профессии, производится доплата в размере 15% к тарифной ставке присвоенного разряда за фактически отработанное время за месяц-За выполнение плана производится премирование в размере 35% тарифной ставки для электромонтёров 4, 5 разрядов; в размере 40% тарифной ставки электромонтёрам 6 разряда.-Начальнику участка предоставлено право лишать рабочих премии полностью или частично за нарушение трудовой дисциплины.Таблица 8 – Штат и тарификация электроперсонала цехаПрофессияШтат всего, челРазрядГруппа по оплатеЧасовая тарифная ставка 1 рабочего, руб. копРежим работыРазмер премии в % к заработкуПродолж. рабочего дняГрафик работы12345678Электро-монтёр26I88,098Прер.40Электро-монтёр65I73,218Прер.40Электро-монтёр45I73,218Непрер.35Всего12 3.4. РАСЧЁТ ГОДОВОГО ФОНДА ОПЛАТЫ ТРУДА ЭЛЕКТРОПЕРСОНАЛА ЦЕХАРасчёт годового фонда оплаты труда ремонтной бригады Расчёт среднечасовой тарифной ставки, (91) где: - часовая тарифная ставка рабочего по iразряду; - количество рабочих, работающих по i разряду.рубЗаработная плата по тарифу, (92)где: - годовой фонт рабочего времени, час; рубДоплата за переработку графика , (93)где: - количество переработанных часов, ;рубПремия,(94) где: - максимальный размер премии;рубОсновная заработная плата с учётом уральского коэффициента(95)Дополнительная заработная плата (96)рубГодовой фонд оплаты труда, (97)где: - количество рабочих;рубСреднемесячная заработная плата на 1 рабочего (98)рубРасчёт годового фонда оплаты труда оперативного персоналаРасчёт среднечасовой тарифной ставки,(99)где: - часовая тарифная ставка рабочего по iразряду; - количество рабочих, работающих по i разряду.рубЗаработная плата по тарифу, (100)где: - годовой фонт рабочего времени, час;Доплата за переработку графика , (101)где: - количество переработанных часов, ;рубДоплата за работу в ночные часыЗн=0,6∙tср.час∙Вн (102)Зн=0,6∙73,21∙634,7=27879,8 руб.где Вн – количество ночных часов, Вн=13 от ВгДоплата за работу в праздничные дниЗпр= tср.час∙Впр (103)где Впр- количество праздничных часовВпр= 2,19% отВгЗпр=73,21∙41,7=3052,8 руб.Премия, (104)где: - максимальный размер премии;рубОсновная заработная плата с учётом уральского коэффициентаЗосн.=(Зt+Зн+Зпер+Зпр+П)∙1,2 (105)рубДополнительная заработная плата (106)рубГодовой фонд оплаты труда, (107)где: - количество рабочих;рубСреднемесячная заработная плата на 1 рабочего (108)руб3.5. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЯЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ КОМПЛЕКСНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ Проводим технико-экономическое сравнение вариантовОпределяем капитальные затраты1 вариант: (109)где Kтр-ра – стоимость трансформатора,n – количество приобретённых трансформаторов 272000∙1 = 272000 руб 2 вариант: (110)240000∙1 = 240000 рубОпределяем потери электроэнергии трансформаторов за год1 вариант:, (111)где n – число работающих трансформаторов,ΔРхх – потери при холостом ходе,ΔРкз– потери при коротком замыкании,τ – время потерь, час, (112)где Тм= 8100 часов, взято из таблицы 24-18чкВт∙ч2 вариант:, (113)кВт∙чкВт∙чкВт∙чОпределим годовые эксплуатационные расходы вариантов1 вариант:, (114), (115)где C1.1 – стоимость потерь,b– стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии = 4,7 руб, (116)где C1.2 – величина отчислений,αаиαр– отчисления на амортизацию и ремонт 6,3 % [3]1 % [3]рубруб 451841,7+19856=471697,7 руб2 вариант:, (117), (118)4,7∙97619,79 = 458813 руб, (119)руб458813+17520 = 476333 рубОпределим срок окупаемости (120)г (121)гСравниваем:272000 руб> 240000 руб471697,7 руб< 476333 руб1,3 г > 1,14 гОпределяем коэффициент экономической эффективности.Определяется как обратная величина сроку окупаемости.E1=CIKI (122)E2=CIIKII (123)E1=471697,7272000=1,73E2=476333240000=1,98E2>E1 1,98> 1,73Вывод: по приведённому расчету срок окупаемости по 2-му варианту ниже, чем по 1-му варианту, а коэффициент эффективности выше. Поэтому выбираем 2-ой вариант, так как он более экономичен.4. ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ4.1. ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ И ЗАЩИТА ОТ НИХОхрана труда представляет собой систему законодательных актов, социально – экономических, организационных, технических и лечебно – профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Охрана труда выявляет и изучает возможные причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и разрабатывает систему мероприятий и требований с целью устранения этих причин и создания, безопасных и благоприятных для человека условий труда. Успех в решении проблем охраны труда в большой степени зависит от качества подготовки специалистов в этой области, от их умения принимать правильные решения в сложных и изменчивых условиях современного производства.Надзор и контроль за охраной труда юридически делятся на предупредительный и текущий. Предупредительный надзор в свою очередь подразделяется на две стадии.Текущий надзор – это надзор ежедневный, систематический за соблюдением требований по охране труда, относящихся к оборудованию, машинам, находящимся в эксплуатации, к действующему технологическому процессу, проводимый органами надзора и контроля путём обследований и проверок.В соответствии с Основами законодательства о труде, виновные в нарушении законодательства о труде и правил по охране труда, в невыполнении обязательств по коллективным договорам и соглашениям по охране труда или в воспрепятствовании деятельности профсоюзов, несут ответственность: общественную, дисциплинарную, административную, уголовную. Под условиями труда понимается совокупность фактов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Производственная среда, создающая здоровые и работоспособные условия труда, главным образом обеспечивается выбором технологического процесса, материалов и оборудования; распределением нагрузки между человеком и оборудованием; режимом труда и отдыха, эстетической организацией среды и профессиональным отбором работающих.Для поддержания длительной работоспособности человека большое значение имеет режим труда и отдыха. Под рациональным физиологически обоснованным режимом труда и отдыха подразумевается такое чередование периодов работы с периодом отдыха, при котором достигается высокая эффективность общественно- полезной деятельности человека, хорошее состояние здоровья, высокий уровень работоспособности и производительности труда. На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания производственные факторы.