Розрахунок електропостачання цеху

Таким чином, на ГПП і ТП встановлюємо (створюємо таблицю 1.6, в яку вносимо дані обраних трансформаторів):

Таблиця 1.6

Розділ 2. Техніко-економічне обґрунтування вибору схеми зовнішнього електропостачання підприємства

2.1 Економічне обґрунтування схеми зовнішнього електропостачання підприємства

Живлення заводу можливо здійснити по повітряній лінії від підстанції, на якій встановлено два трансформатори напругою 110/35/10 кВ, чи від двох секцій шин 10 кВ ТЕЦ сусіднього підприємства по кабельній лінії. Питома вартість втрат потужності і електроенергії Со = 50 грн./кВт. Сумарний відсоток амортизаційних відрахувань в лінії Ел = 2,8%, для силового обладнання Ео = 9,4%. Частота планово-попереджувального ремонту обладнання hр = 1 раз/рік, час планового ремонтного простою ланцюга tр = 25 годин. Вартість ГПП для 1 варіанту Ко = 130580 грн., для 2 – 226800 грн. Вартість 1 км лінії Кл = 5445 грн. Переріз провідників лінії для обох варіантів вибираю за економічною густиною струму. Довжина лінії вказана на генплані заводу.

Розглянемо два варіанта схем зовнішнього живлення підприємства.

Варіант №1

Визначимо приведені втрати при цьому варіанті. Розрахункова потужність підприємства Sр = 8026,6 кВА, довжину лінії L = 12 км. Переріз провідників вибираємо за економічною густиною струму:

, де

Jек – економічна густина струму. Для неізольованих провідників jек = 1 А / мм2. Оскільки Ім = Sр/Uн√3 = 8026,6/110 ∙ 1,73 = 42,2 А, тому = 42,2/1 = 42,2 мм2 .

Для визначення jек і Тм скористаємось типовим річним графіком навантаження за тривалістю, який зображено на рис. 2.1.

Рис.2.1. Графік навантаження за тривалістю (річний)

Час використання максимального навантаження:

По таблиці 5 обираємо jек = 1,0, тип лінії АС-50 (r0 = 0,592 Ом/км)

Рис. 2.2.Схема зовнішнього живлення підприємства

Для визначення вартості втрат визначимо опір ланцюга. Для цього визначимо активні опори трансформатора та лінії:

де DРк – втрати потужності КЗ в трансформаторі;

Uн – номінальна напруга;

Sтр – номінальна потужність трансформатора;

Лінії:

Rл = r0 × l = 0,592∙12 = 7,1 (Ом),

де r0 – активний опір l – го км лінії;

l – довжина лінії;

Мережі:

Rм = Rтр. + Rл = 14,2 + 7,1 = 21,3 (Ом)

Розраховуємо втрати потужності в мережі:

де Uн – номінальна напруга;

Вартість втрат потужності:

 грн.,

де Со - питома вартість втрат потужності і електроенергії грн. /кВт;

DРі – втрати активної потужності в системі електропостачання,кВт.

Параметри потоку відмов мережі. Для мережі, що складається з одного ланцюга послідовно з'єднаних елементів wм можна визначити по формулі:

wм = wл = , де wі - параметр потоку відказів і-го елемента мережі:

wм = åwі = 0,03+0,7·12/100+0,006+0,01=0,13

Час відновлення мережі: ,

де tві - час відновлення і-го елемента мережі, год.

Твм = 1 / 0,13 (0,03 ∙25 + 0,084∙ 10 + 0,006 ∙15 + 0,01∙ 90 ) = 19,8 (год),

Збитки від перерви електропостачання У = (у1 + у2Твм) wм,

де у1 - збиток від факту перерви електропостачання;

у2 - збиток на одиницю тривалості перерви електропостачання;

Твс – сумарний час перерви електропостачання;

wм– параметр потоку відмов мережі.

У = (У1 + У2 ТВМ) · wМ = (29000 + 10000 ∙19,8) ∙0,13 = 29510 (грн),

де У1-збитки від факту перерви електропостачання;

У2 - збитки на одиницю тривалості перерви електроспоживання;

ТВМ – сумарний час перерв електроспоживання (час відновлення мережі);

wМ – параметр потоку відмов мережі.

Приведені затрати по 1 – му варіанту:

З1 = кл. lл Ел+Ко·Е0+Сп+У= 5445∙ 12∙ 0,028 + 130580∙ 0,094 + 5670 + 29510 = =49284 (грн),

де Кл, Ко - капітальні вкладення в ЛЕП та силове обладнання ГПП;

Ел, Е0-сумарний процент амортизаційних відрахувань від капітальних вкладень в лінії і в силове електрообладнання відповідно.

Варіант №2

Оскільки Ім = Sр/2 Uн√3 = 8026,6/2∙ 110 ∙1,73 =21,1 А, тому = =21,1/1 = 21,1 мм2 .

Для визначення jек і Тм скористаємось тим же типовим річним графіком навантаження за тривалістю, який зображено на рис. 2.1.

По таблиці обираємо jек = 1,0, тип лінії А-35 (r0 = 0,83 Ом/км)

Для визначення вартості втрат визначимо опір ланцюга. Для цього визначимо активні опори трансформатора та лінії:

де DРк – втрати потужності КЗ в трансформаторі;

Uн – номінальна напруга;

Sтр – номінальна потужність трансформатора;

Рис. 2.3.Схема зовнішнього живлення підприємства

Лінії:

Rл = r0 × l = 0,83 ∙12 = 9,96 (Ом),

де r0 – активний опір l – го км лінії;

l – довжина лінії;

Опір ланцюга: Rлан. = Rтр. + Rл = 14,2 + 9,96 = 24,16 (Ом)

Мережі:

Rм = Rлан.. /2 = 24,16/ 2 = 12,08 (Ом)

Розраховуємо втрати потужності в мережі:

де Uн – номінальна напруга;

Вартість втрат потужності:

 грн.,

де Со - де Со - питома вартість втрат потужності і електроенергії грн./кВт;

DРі – втрати активної потужності в системі електропостачання,кВт.

Для визначення значень wм і Тв.м по 2 – му варіанту розрахуємо значення коефіцієнтів аварійного і ремонтного простою кола і відносне число накладань відмов одного кола на ремонт в другому.

де Тр.л, Тв.л – час відповідно планового ремонту і відновлення ланцюга живлення;

Визначимо параметр потоку відмов мережі і час відновлення мережі:

wм = 2 ×wл × (кр.л + кв.л ) = 2 × 0,13 × (2,9 × 10-3 + 0,29 × 10-3) = 0,8 × 10-3

Час відновлення мережі:

Визначимо збитки:

У = (У1 + У2 · ТВМ) · wМ = (29000 + 10000∙ 11,2)∙ 0,8 × 10-3 = 112,8 (грн)

Приведені затрати по 2 – му варіанту:

З2 = 2 кл lл Ел + Ко Е0+Сп+У= 2∙ 5445 ∙12∙ 0,028 + 226800· 0,094 + 3215 + +112,8 = 28306 (грн),

де Кл, Ко - капітальні вкладення в ЛЕП в ГПП; Ел, Е0-сумарний процент амортизаційних відрахувань від капітальних вкладень в лінії і в силове електрообладнання відповідно .

Приведені затрати по першому варіанту більші ніж по другому варіанту. Другий варіант в даному випадку більш економічний. Цей варіант являється більш надійним і більш перспективним при збільшенні потужності підприємства, тому ми приймаємо двотрансформаторну ГПП з трансформаторами ТДН ‑ 6300.

2.2 Розрахунок заводського електропостачання

Вибір схеми електропостачання

Рис. 2.4. Радіальна схема електропостачання

2.3 Вибір високовольтних вимикачів і перерізу провідників

Високовольтні вимикачі вибираються за номінальною напругою і розрахунковим струмом з врахуванням після аварійних режимів.

Переріз провідників вибираємо за економічною густиною струму:

, де      Jек – економічна густина струму.

Визначимо струм для нормального і післяаварійного режимів для ліній підприємства напругою 110 кВ:

Для установки на стороні 110 кВ вибираємо масляні вимикачі типу ВМК – 110 в якого Іном. = 1000 (А). Повний час відключення вимикача 0,05 с.

Перевіримо вибраний вимикач за умовою:

В нашому випадку встановлена двотрансформаторна ГПП і в нормальному режимі через секційний вимикач струм протікати не буде. У випадку, коли один з трансформаторів на ГПП вийде з ладу, то через секційний вимикач протікає струм, що рівний половині всього струму, який протікає через трансформатори ГПП (навантаження секцій розподілено майже рівно).

Для вибору провідників заводської мережі та захисної апаратури визначимо струми приєднань:

а). ТП 1     

б). ТП 2     

в). ТП 3     

Вибір провідників виконується за економічною густиною струму. Для ізольованих провідників з паперовою ізоляцією jек= 1,2 при Тм>5000 год.

Визначаємо економічний переріз для лінії живлення:

;

;

;

Для заводської мережі вибираємо броньовані кабелі з паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці типу ААБ. Згідно ПУЕ в землі (траншеях) рекомендується прокладати броньовані кабелі, наприклад ААБ (алюмінієва жила, ізоляція з просоченого паперу, алюмінієва оболонка, броньований двома стальними смужками, зовнішнє покриття). Результати розрахунків зводимо до таблиці 2.1

Таблиця. 2.1

2.4 Вибір схеми і конструктивного виконання цехової мережі

В залежності від схеми цехові мережі поділяють на радіальні, магістральні і змішані.

Радіальними називають мережі, в яких для передачі електричної енергії до споживача використовується окрема лінія.

Магістральними називають мережі, в яких для передачі електроенергії до декількох споживачів використовується одна лінія електропередачі.

На основі аналізу розміщення технологічного обладнання вибираємо змішану схему цехової мережі. Передбачається використання комплектних розподільних шинопроводів; кабелі від ТП до шинопроводів і РП прокладені в землі у трубах. Приєднання ЕП до шинопровода (РП) здійснюється проводом, прокладеним в трубах.

Для захисту ліній живлення електроприймачів передбачаємо використання селективних вимикачів.

Лінія ТП-РП1:

Розрахунковий максимальний струм:

де Sм = 45,74 кВА (табл. 1.2) - розрахункова максимальна потужність.

Найбільший пусковий струм:

Iп.макс = 5×Iн.макс = 5×21 = 105 A,

де Iн.макс - номінальний струм ЕП, пусковий струм якого найбільший.

Піковий струм лінії ТП1-РП1:

Iп » Iм + Iп.макс = 62,9 + 105 = 167,9 А

Вибираємо автоматичний вимикач АВМ-4 з номінальним струмом

Iном.в = 400 А і номінальним струмом розчеплювача Iн.розч = 200 А.

Для АВМ - 4 струм спрацювання миттєвого розчеплювача 20 кА.

Вибираємо кабель типу ААБГ 3´70 + 1´25.

ТП-РП2:

Iп » Iм + Iп.макс = 9 + 105 = 114 А

ТП-РП3:

Iп » Iм + Iп.макс = 45,32 + 105 = 150,32 А

ТП-РП4:

Iп » Iм + Iп.макс = 50,4 + 105 = 155,4 А

Заносимо дані в таблицю 2.2

Таблиця 2.2

Розділ 3. Розрахунок компенсації реактивної потужності

Перевіряємо мінімально необхідне число трансформаторів в цехову ТП1:

=  Вибираємо Nо = 1

 =  квар

Перевіряємо значення коефіцієнта потужності Cosj:

При такому значенні коефіцієнта потужності можливі значні втрати. Слід підвищувати потужність батарей конденсаторів, щоб добитися співвідношення Cosj = 0,85 - 0,98

Знаходимо різницю реактивних потужностей, яку необхідно компенсувати:

Qбк =( QрS - Qв) = 2476,44 - 2394 = 82,44 квар

По таблиці вибираємо тип конденсаторної установки для мережі U = 380 В, найближчу по потужності до 82,44 квар.: УК - 0,38 - 110Н.

ТП2:

=  Вибираємо Nо = 1

 квар

Qбк = 2297,08 – 2299,3= 88 квар УК - 0,38 - 110Н

ТП3:

=  Вибираємо Nо = 1

 =  квар

Qбк = 579 - 523= 56 квар УК - 0,38 - 110Н

ГПП:

=  Вибираємо Nо = 1

 =  квар

Qбк = 5741,2 – 5711,3= 29,9 кВар УК - 0,38 - 110Н

Результати розрахунків відображаємо в таблиці 3.1

Таблиця 3.1

ВИСНОВОК

Одним з найбільш важливим елементом для системи електропостачання підприємства є ГПП, яка забезпечує електроенергією всіх споживачів підприємства. Метою курсового проекту є здійснення розрахунку та вибір силового трансформатора для ГПП. В ході виконання роботи було здійснено розроблення та вибір принципової електричної схеми електропостачання автозаводу при цьому було розглянуто порядок вибору системи електропостачання та техніко-економічне обґрунтування вибраної схеми системи електропостачання на підставі економічного аналізу. Проведені розрахунки максимально забезпечують надійне електропостачання проектованого підприємства. При цьому гарантується також забезпечення нормальних економічних і технічних показників системи електропостачання.

В результаті проведених розрахунків було визначено розрахункове навантаження підприємства з урахуванням втрат, яке складає S*=8026,6 кВА.

На підставі проведених розрахунків було здійснено вибір силового трансформатора ГПП, з огляду на величини навантажень, в якості силового трансформатора ГПП вибрано трансформатор TДН × 6300.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию /Под ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Т.1 - 580 c., т.2 - 591 с.

2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет /А.С. Овчаренко и др. - Киев: Техніка, 1985.-185с.

3. Методичні рекомендації по виконанню курсової роботи з дисципліни «Електропостачання промислових підприємств»- Житомир: ЖВІРЕ, 2007-25с.

Страницы: 1, 2, 3