Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Модернизация системы оперативного тока на ПС 110кВ Узельга

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АО «УЧАЛИНСКИЙ ГОК»(АО УГОК), ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ И ОБОРУДОВАНИИ УЗЕЛЬГИНСКОГО РУДНИКА, ПС 110 КВ УЗЕЛЬГА 6
1.1 Краткая характеристика АО УГОК 6
1.2 Технологические процессы и оборудование Рудника Узельгинский 8
1.3 Назначение и структура ПС 110 кВ Узельга 12
1.4 Вывод 17
2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА ПС 110КВ УЗЕЛЬГА 18
2.1 Поставщики электрической энергии и коммерческий учет на ПС 110кВ Узельга 18
2.2 Схема ПС 110кВ Узельга и ее силовое электрооборудование на напряжение 110 кВ 20
2.3 Потребители электрической энергии на напряжение 6кВ и технический учет на ПС 110кВ Узельга 24
2.4 Собственные нужды ПС 110 кВ Узельга и приемники электрической энергии 26
2.5 Вывод 27
3 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНЫМ ТОКОМ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПС 110 кВ УЗЕЛЬГА 29
3.1 Схема системы электроснабжения (СЭС) оперативным током (ОТ) 29
3.2 Характеристика и режим работы источников питания цепей оперативного тока 32
3.3 Характеристика и режим работы приемников электроэнергии цепей оперативного тока 34
3.4 Анализ состояния системы электроснабжения оперативного тока приемников электроэнергии ПС 110кВ Узельга 34
3.5 Вывод 35
4 РАЗРАБОТКА МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНЫМ ТОКОМ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПС 110кВ УЗЕЛЬГА 36
4.1 Основные целесообразные изменения в системе электроснабжения оперативным током приемников электроэнергии ПС 110кВ Узельга 36
4.3 Модернизация аварийного освещения и выбор светильников 38
Номинальное напряжение, кВ 40
4.5 Обновление и выбор источников бесперебойного электроснабжения оперативным током приемников электроэнергии ПС 110 кВ Узельга 51
4.6 Разработка системы управления бесперебойным электроснабжением оперативным током приемников электроэнергии ПС 110 кВ Узельга 53
4.7 Вывод 56
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВКР 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64

Введение:

Как известно, электроэнергия в силу целого ряда экономических и экологических факторов все дороже обходится человечеству, а также в силу своих физических свойств, на данном этапе развития науки и техники этот вид энергии не может быть накоплен в больших масштабах.
Соблюдение баланса потребления и генерации электрической энергии является одним из главных факторов стабильной и надежной работы энергосистем. По этим причинам задача оптимизации работы электросетей и становятся все более актуальными.
Экономическая эффективность энергосистемы во многом определяется характером графика электрической нагрузки, выравнивание которого может быть невольным случайным процессом.
Данный процесс требует проведения целенаправленных мер по соответствующему материальному и финансовому обеспечению.
Участвовать в оптимизации и регулировании графиков электрических нагрузок должны все участники рынка электроэнергии: государство, энергосистема, потребители.
Актуальность темы. Одними из основных и наиболее ответственных звеньев системы промышленного электроснабжения являются главные понизительные подстанции. От их надежной работы зависит ход практически любого технологического процесса. Современное промышленное предприятие может содержать в своем составе несколько понизительных подстанций. Бурный прогресс в энергетике выдвигает все новые проблемы и вопросы, которые должны учитываться при проектировании и сооружении современных сетевых объектов. В частности, рост установленных мощностей электростанций и единичных мощностей агрегатов и связанный с этим рост мощностей короткого замыкания выдвигают на первый план вопросы обеспечения надежности электроснабжения и сохранения устойчивости электропередачи. Эти вопросы свою очередь неразрывно связаны с тем, насколько правильно принимаются технические решения по электрическим схемам сетей и по главным схемам электрических соединений сетевых подстанций и электростанций.
В настоящее время проблема модернизации ПС является крайне актуальной, однако можно проследить, что тема еще недостаточно изучена. Это подтверждает актуальность предлагаемого в ВКР исследования.
Целью выпускной квалификационной работы является модернизация системы оперативного тока на ПС 110кВ «Узельга» промышленного района на границе Межозерного городского поселения Челябинской области и Учалинского района Республики Башкортостан.
В ходе модернизации появляется возможность освоения современных подходов к проектированию системы оперативного постоянного тока подстанций, а также выработка навыков проектирования системы оперативного постоянного тока и её реализация.
При написании выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:
— определить электрические нагрузки;
— произвести расчет числа и мощности силовых трансформаторов, в том числе трансформаторов собственных нужд;
— выбрать схему электрических соединений;
— выполнить расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах;
— выполнить выбор и проверку электрического оборудования по уровню напряжения;
— произвести расчет аварийного освещения.
В закрытой части подстанции произведена замена устаревших выключателей ВМП 10 с выкатным элементом КВЭ 13 яч.№5,43,18,56 (ввод №1,2,3,4) и яч.№33,38 (СВ 6 1-2 сек.шин, 3-4 сек.шин) на ВВ/ТЕL-10 c выкатным элементом «РЕТРО» КРУ2-10 производства ООО «Нижегородский Электротехнический Завод».

Текст работы:

В результате написания дипломной работы произведена модернизация системы оперативного тока на ПС 110 кВ Узельга.
В первом разделе дана общая характеристика предприятию. ПС 110 кВ «Узельга» служит для электроснабжения силового оборудования и освещения по поверхностным и подземным потребителям рудника «Узельгинский» ОАО «Учалинский ГОК» в связи с восполнением выбывающих мощностей нижнего яруса и мощностей Талганского участка за счет вовлечения в отработку руд верхнего яруса.
Во втором разделе рассмотрена существующая система электроснабжения. Представлено силовое оборудование, которое используется на ПС.
В третьем разделе рассмотрена схема оперативного тока. Показано, что в связи с выбыванием мощностей и устаревания эл. оборудования, стало актуальным решение вопроса о модернизации системы оперативного постоянного тока.
Четвертый раздел посвящен вопросам модернизации сети. В результате выполнения данного раздела рассмотрена модернизация ПС 110кВ Узельга. Демонтажу подлежат следующие элементы схемы: катушка отключения и включения МКП-100М-1000, монтажу подлежит катушка включения и отключения ВГТ-110. Также шкафы были заменены на шкаф ШОТ.
Рассмотрена система управления электроснабжением потребителей.
В пятом разделе выполнен расчет технико-экономических показателей выполнения проекта.
Таким образом, в результате написания работы провелась модернизация системы оперативного тока на ПС 110кВ «Узельга» промышленного района на границе Межозерного городского поселения Челябинской области и Учалинского района Республики Башкортостан.

Заключение:

Как известно, электроэнергия в силу целого ряда экономических и экологических факторов все дороже обходится человечеству, а также в силу своих физических свойств, на данном этапе развития науки и техники этот вид энергии не может быть накоплен в больших масштабах.
Соблюдение баланса потребления и генерации электрической энергии является одним из главных факторов стабильной и надежной работы энергосистем. По этим причинам задача оптимизации работы электросетей и становятся все более актуальными.
Экономическая эффективность энергосистемы во многом определяется характером графика электрической нагрузки, выравнивание которого может быть невольным случайным процессом.
Данный процесс требует проведения целенаправленных мер по соответствующему материальному и финансовому обеспечению.
Участвовать в оптимизации и регулировании графиков электрических нагрузок должны все участники рынка электроэнергии: государство, энергосистема, потребители.
Актуальность темы. Одними из основных и наиболее ответственных звеньев системы промышленного электроснабжения являются главные понизительные подстанции. От их надежной работы зависит ход практически любого технологического процесса. Современное промышленное предприятие может содержать в своем составе несколько понизительных подстанций. Бурный прогресс в энергетике выдвигает все новые проблемы и вопросы, которые должны учитываться при проектировании и сооружении современных сетевых объектов. В частности, рост установленных мощностей электростанций и единичных мощностей агрегатов и связанный с этим рост мощностей короткого замыкания выдвигают на первый план вопросы обеспечения надежности электроснабжения и сохранения устойчивости электропередачи. Эти вопросы свою очередь неразрывно связаны с тем, насколько правильно принимаются технические решения по электрическим схемам сетей и по главным схемам электрических соединений сетевых подстанций и электростанций.
В настоящее время проблема модернизации ПС является крайне актуальной, однако можно проследить, что тема еще недостаточно изучена. Это подтверждает актуальность предлагаемого в ВКР исследования.
Целью выпускной квалификационной работы является модернизация системы оперативного тока на ПС 110кВ «Узельга» промышленного района на границе Межозерного городского поселения Челябинской области и Учалинского района Республики Башкортостан.
В ходе модернизации появляется возможность освоения современных подходов к проектированию системы оперативного постоянного тока подстанций, а также выработка навыков проектирования системы оперативного постоянного тока и её реализация.
При написании выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:
— определить электрические нагрузки;
— произвести расчет числа и мощности силовых трансформаторов, в том числе трансформаторов собственных нужд;
— выбрать схему электрических соединений;
— выполнить расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах;
— выполнить выбор и проверку электрического оборудования по уровню напряжения;
— произвести расчет аварийного освещения.
В закрытой части подстанции произведена замена устаревших выключателей ВМП 10 с выкатным элементом КВЭ 13 яч.№5,43,18,56 (ввод №1,2,3,4) и яч.№33,38 (СВ 6 1-2 сек.шин, 3-4 сек.шин) на ВВ/ТЕL-10 c выкатным элементом «РЕТРО» КРУ2-10 производства ООО «Нижегородский Электротехнический Завод».

Список литературы:

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АО «УЧАЛИНСКИЙ ГОК»(АО УГОК), ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ И ОБОРУДОВАНИИ УЗЕЛЬГИНСКОГО РУДНИКА, ПС 110 КВ УЗЕЛЬГА

1.1 Краткая характеристика АО УГОК

В рамках данного раздела дадим краткую характеристику объекта исследования.
АО «Учалинский ГОК» представляет собой крупное предприятие Республики Башкортостан и Российской Федерации.
Основными видами деятельности АО «Учалинский ГОК» являются: добыча и обогащение медно-цинковой руды; производство и реализация строительных материалов (щебень, известь, и др.), производство общестроительных работ по строительству сооружений для горнодобывающей и обрабатывающей промышленности; производство и передача пара и горячей воды (тепловой энергии); распределение газообразного топлива; техническое обслуживание и ремонт офисных машин и вычислительной техники; предоставление услуг по монтажу, ремонту и техническому обслуживанию подъемно-транспортного оборудования; деятельность автомобильного грузового специализированного транспорта; деятельность промышленного железнодорожного транспорта; деятельность санаторно-курортных учреждений; деятельность детских лагерей на время каникул и т.д.
АО «Учалинский ГОК» имеет в своем составе:
Основные цеха:
— Учалинский подземный рудник – осуществляет добычу медно-цинковой руды подземным и открытым способом и известняка на месторождениях расположенных на территории Республики Башкортостан Учалинского района;
— рудник «Узельгинский», осуществляет добычу медно-цинковой руды подземным способом на месторождениях расположенных на территории Челябинской области Верхнеуральского района;
— обогатительная фабрика, осуществляет переработку медно-цинковой руды в медные и цинковые концентраты.
Вспомогательные подразделения:
— железнодорожный цех, автотранспортное предприятие, ремонтно-механический цех, энергоцех, химлаборатория, служба технического контроля, строительная лаборатория, центральное складское хозяйство, управление связи, автоматизации и информатизации, управление производственного контроля, охраны труда и промышленной безопасности, управление маркшейдерских работ, цех технологических гидротехнических сооружений.
Действующий подземный рудник «Узельгинский» входит в состав Межозерной промплощадки открытого акционерного общества «Учалинский горно-обогатительный комбинат» (ОАО «УГОК») сырьевого комплекса Уральской горно-металлургической компании.
Рудник «Узельгинский» отрабатывает подземным способом 3 месторождения медно-цинковых колчеданных руд: Узельгинское, Талганское и Молодежное.
Промплощадка Узельгинского подземного рудника расположена в границах Межозёрного городского поселения Челябинской области (на границе северной части Верхнеуральского административного района Челябинской области и Учалинского района Республики Башкортостан, Южный Урал). Рассматриваемая площадка находится в 30 км к юго-западу от железнодорожной станции Учалы и в 110 км к северу от железнодорожной станции Магнитогорск ЮУЖД. С железнодорожной станцией Учалы рудник связан ведомственной железной дорогой и автодорогой с асфальтовым покрытием.
Ближайшие населенные пункты: п. Александровский (0,5 км к юго-западу), поселок Межозерный (1,5 км), город Учалы (20 км к северо-востоку, Республика Башкортостан), город Верхнеуральск (35 км к югу,Челябинская область). В 7 км на юго-восток находится промплощадка рудника «Молодежный». Административным центром муниципального образования «Межозёрное городское поселение» является поселок городского типа Межозерный.
Межозёрная площадка располагается к западу и к юго-западу от поселка Межозёрный.
Промлощадка Узельгинского подземного рудника территориально граничит:
— на севере с отвалами Межозерной площадки ОАО «УГОК»;
— на западе с Карагайским сельским поселением;
— на юго-западе с пос. Александровский;
— на юге и востоке с Карагайским сельским поселением.
Климатические параметры Узельгинского рудника следующие:
— климатический район – IВ. Зона влажности 3 (сухая).
— ветровой район — III;
— снеговой район – IV;
— расчётная температура наружного воздуха по наиболее холодной пятидневке – минус 340С с обеспеченностью 0,92 и наиболее холодных суток – минус 390С с обеспеченностью 0,98. Абсолютная минимальная по инженерно-геологическому отчёту 2018 г .ООО «Альтаир ГЕО» — минус 44,90С.
Сведения о сейсмическом районировании:
— сейсмичность района 6 баллов по картам сейсмического районирования России ОСР – 97 – А; В; и С.

1.2 Технологические процессы и оборудование Рудника Узельгинский

Вкратце рассмотрим технологические процессы Рудника Узельгинский.
Как известно [2], подземный рудник— сложная и разветвленная производственная система. Технология разработки месторождения требует выполнения большого числа про¬изводственных процессов, жестко взаимосвязанных между собой.
Основные технологические процессы для Рудника Узельгинский:
— проведение горных выработок;
— отбойка руды;