Проектирование схемы электроснабжения понизительной подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание:

1. Исходные данные на проектирование

2. Введение

3. Определение категории потребителей и характеристики

окружающей среды помещений в каждом цехе

4. Расчет электрических нагрузок по цехам и заводу с учётом всех

составляющих нагрузок

5. Выбор напряжения питающей и распределительной сети

6. Определение типа приемной подстанции ГП

7. Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП

8. Выбор сечения воздушной линии, питающей завод

9. Картограмма нагрузок и определение центра электрических

нагрузок

10. Распределение нагрузки по ПП

11. Определение типа, количества и мощности цеховых ТП

12.Выбор кабельных линий распределительной сети

13. Составление схем ЭПП

14. Технико-экономический расчёт по выбору схемы

15. Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения

16. Описание принятой схемы электроснабжения

Список использованной литературы

подстанция трансформатор нагрузка сеть

1. Исходные данные на проектирование

Исходные данные на проектирование:

Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 25000 ква каждый, с первичным напряжением 110 кВ и вторичным - 35, 20, 10 и 6 кВ.

Мощность системы 400 Мва; реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ; отнесенное к мощности системы, 0,6.

Стоимость электроэнергии 10 руб./кВт·ч.

Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 8 км

Масштаб 25*6

2. Введение

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для

производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются

для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных

процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий

велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения. В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.

3. Определение категории потребителей и характеристики окружающей среды помещений в каждом цехе

С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания,

приемники электрической энергии делятся на три категории.

К 1 категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения

которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2 и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1 - 2 сек.

Во 2 категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения

которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приёмников перерыв питания допускается на время необходимое для включения резерва, но не более 1 - 2ч.

К 3 категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки.

В помещениях цехов отсутствует химически-активная или органическая среда, т.е. не содержаться агрессивные пары, газы, жидкости.

В помещениях по технологическим условиям производства не выделяется технологическая пыль в таком количестве, чтобы она оседала на проводах или проникала бы внутрь машин или аппаратов.

Помещения в цехах не относятся к взрывоопасным, поскольку объём взрывоопасной смеси не превышает 5 % от свободного объема помещения, исключение составляет цех по газоочистке. Помещения также нельзя отнести к пожароопасным зонам за исключением автобазы. Поскольку в пространстве внутри и вне помещений не обращаются или мало обращаются горючие (сгораемые) вещества в котором они могут находиться в нормальном технологическом процессе или при его нарушении.

В некоторых цехах помещения относятся к влажным, в которых относительная влажность воздуха превышает 60 %.

По средам цеха бывают: нормальными, влажными, пыльными, химически агрессивными, взрыво- и пожароопасными. Это зависит от технологического процесса цехов.

Категорийность цехов а так же характеристика их среды приведены в таблице №1

№	Наименование цеха	Среда	Категория
1	Лесопильный цех	Пожароопасная	II
2	Сушильный цех	Пожароопасная	III
3	Ремонтно-механический цех	Нормальная	II
4	Биржа сырья	Нормальная	III
5	Столярный цех	Нормальная	II
6	Цех №1	Нормальная	II
7	Мебельный цех	Нормальная	II
8	Насосная	Нормальная	I
9	Сборочный цех	Нормальная	II
10	Склад готовый продукции	Пожароопасная	III
11	Материальный склад	Пожароопасная	III
12	Компрессорная Компрессорная (6кВт-СД)	Нормальная	I
13	Заводоуправление и лаборатории	Нормальная	III
14	Столовая	Нормальная	III
15	Гараж	Нормальная	III

4. Расчет электрических нагрузок по цехам и заводу с учетом всех составляющих нагрузок

Применяемые в настоящее время методы расчета нагрузки промышленных предприятий могут быть разбиты на две группы. Первая группа содержит точные методы, в которых расчетная нагрузка определяется на основе средней нагрузки с использованием соответствующих коэффициентов или с учетом рассеяния расчетного максимума нагрузки от ее среднего значения. Вторая группа включает приближенные методы, базирующиеся на использовании показателя установленной мощности электроприемников, с введением уточняющего коэффициента, или на основе обобщающих показателей, связанных с технологическим процессом предприятия.

Расчет производится в следующем порядке:

Силовая нагрузка.

1. Номинальная мощность цеха - .

2. Коэффициент спроса - справочная величина [1].

3. Коэффициент мощности - .

4. Расчётная активная и реактивная силовые нагрузки.

Осветительная нагрузка.

5. Площадь цеха .

6. Удельная осветительная нагрузка - справочная величина [1].

7. Активная номинальная осветительная нагрузка.

8. Коэффициент спроса на освещение, - справочная величина

9. Активная расчетная мощность осветительных установок.

Расчётная нагрузка.

10. Активная расчетная и реактивная нагрузка.

11. Полная расчетная мощность.

Освещение территории

12. Площадь территории.

13. Удельная осветительная нагрузка на освещение территории, - справочная величина [1].

14. Активная номинальная нагрузка осветительных установок.

15. Коэффициент спроса на освещение территории - справочная величина [1].

16. Активная расчетная нагрузка осветительных установок.

Пример расчета произведём на цехе № 1 (Лесопильный цех)

а) Силовая нагрузка.

1. Номинальная мощность завода

2. Коэффициент спроса

3. Коэффициент мощности

4. Расчётная активная и реактивная силовые нагрузки

б) Осветительная нагрузка.

5. Площадь цеха

6. Удельная осветительная нагрузка

7. Номинальная активная осветительная нагрузка

8. Коэффициент спроса на освещение

9. Расчётная активная мощность осветительных установок

в) Расчётная нагрузка.

10. Расчётная активная и реактивная нагрузка

11. Расчётная полная мощность

г) Освещение территории

12. Площадь территории

13. Удельная осветительная нагрузка на освещение территории

14. Номинальная активная нагрузка осветительных установок

15. Коэффициент спроса на освещение территории

16. Расчётная активная нагрузка осветительных установок

Результаты расчётов по цехам предприятия занесём в таблицу 2.

Потери мощности в цеховых трансформаторах(10/0,4)

Потери мощности в цеховых трансформаторах(10/6)

Расчёт активной мощности с учётом потерь трансформаторов и освещение территории.

Мощность компенсирующих устройств.

где:

Потери мощности в компенсирующем устройстве

Расчётная мощность на шинах ГРП или ГПП

где: Крм - коэффициент разновремённости максимумов.

Полная расчётная мощность на шинах ГПП

Потери мощности в трансформаторе ГПП

Полная расчетная нагрузка с учётом потерь мощности в трансформаторе ГПП

5. Выбор напряжения питающей и распределительной сети. Выбор напряжения питающей линии

Комплекс главных вопросов при проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия наряду с выбором общей схемы питания и определением целесообразной мощности силовых трансформаторов включает в себя выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку их значениями определяются параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сети, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Выбор напряжения питающей линии осуществляется согласно номограмме напряжения, т.е. зависимости напряжения

либо по аналитическим формулам.

Среднеарифметическое значение.

Из справочников по номограммам принимаем значение напряжения: 110 кВ из двух выбранных значений напряжения выбираем 110кВ

Выбор напряжения распределительной сети.

Выбор напряжения распределительной сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. Окончательное решение принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих различие сочетания напряжений отдельных звеньев системы.

Напряжение 10 и 6 кВ широко используется на промышленных предприятиях средней мощности - для питающих и распределительных сетей, на крупных предприятиях - на второй и последующих ступенях.

Напряжение 10 кВ является наиболее экономичным по сравнению с напряжение 6 кВ. напряжение 6 кВ допускается только в тех случаях, если на предприятии преобладает нагрузка с напряжением 6 кВ или когда значительная часть нагрузки питается от заводской ТЭЦ, где стоят генераторы напряжением 6 кВ.

Напряжение 35 кВ применяют для питания предприятий средней мощности и для распределения электроэнергии на первой ступени электроснабжения таких предприятий при помощи глубоких вводов. На предприятиях большой мощности напряжение 35кВ не рационально использовать в качестве основного. Оно может быть применено для питания потребителей электроэнергии, имеющих номинальное напряжение 35 кВ, и для питания удалённых приёмников электроэнергии.

Преимущество напряжения 20 кВ по сравнению с напряжением 35 кВ заключается в более простом устройстве сети и более дешевых коммутационных аппаратах.

По сравнению с напряжением 10 кВ при напряжении 20 кВ снижаются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения и токи КЗ в сетях. Однако напряжение 20 кВ, как и напряжение 35 кВ и 10 кВ, не целесообразно применять в качестве основного.

Необходимо отметить, что, несмотря на имеющиеся преимущества, применения напряжения 20 кВ сдерживается отсутствием оборудования на это напряжение.

В настоящее время в качестве напряжения используемого для распределения эл.энергии в распределительной сети принимают напряжения 6 или 10 кВ. Уровень напряжения 6 кВ принимается в следующих случаях:

- при наличии высоковольтной нагрузки 6 кВ, когда её процентный состав определяется 30 % и более от общей полной расчётной нагрузки;

- при наличии на рассматриваемом предприятии собственной эл.станции с номинальным напряжением генератора 6 кВ;

Исходя из приведённых выше условий, и принимая во внимание то, что расчётная нагрузка, имеющейся на предприятии высоковольтной нагрузки 6 кВ, составляет менее 30% от общей полной расчётной нагрузки предприятия, отсутствует собственная электростанция с номинальным напряжением генераторов 6 кВ, принимаем напряжение распределительной сети 10 кВ.

6. Определение типа приемной подстанции ГПП

Проектирование подстанций с высшим напряжением 6--750 кВ (главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, опорные и другие подстанции), осуществляется на основе технических условий, определяемых схемами развития энергосистемы (возможностями источников питания) и электрических сетей района, схемами внешнего электроснабжения предприятия, присоединением к подстанции энергосистемы или к ВЛ. схемами организации электроремонта, проектами системной автоматики и релейной защиты.

Исходные данные: район размещения подстанции и загрязненность атмосферы; значение и рост нагрузки по годам с указанием их распределения по напряжениям; значение питающего напряжения; уровни и пределы регулирования напряжения на шинах подстанции, необходимость дополнительных регулирующих устройств; режимы заземления нейтралей трансформаторов; значение емкостных токов в сетях 6(10) кВ; расчетные значения токов короткого замыкания; надежность и технологические особенности потребителей и отдельных электроприемников.

На подстанциях принимают, как правило, установку не более двух трансформаторов, большее количество допускается на основе технико-экономических расчетов и в тех случаях, когда требуются два средних напряжения.

Для ряда производств необходима установка электродвигателей (электроприемников) мощностью от 200--300 до 600--800 кВт. По технологическим соображениям асинхронные электродвигатели на 10 кВ.

Выбирают такую мощность трансформаторов, чтобы при отключении наиболее мощного из них оставшиеся обеспечивали питание нагрузки во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки как оставшихся в работе, так и резерва по сетям среднего и низкого напряжений.

Трансформаторы должны быть оборудованы устройством регулирования напряжения под нагрузкой, при их отсутствии допускается использование регулировочных трансформаторов.

Предохранители на стороне высокого напряжения подстанций 35--110 кВ с двухобмоточными трансформаторами можно применять при условии обеспечения селективности предохранителей и релейной защиты линий высокого и низкого напряжений, а также надежной защиты трансформаторов с учетом режима заземления нейтрали и класса ее изоляции.

Подстанции 10 - 110 кВ спроектирована комплектной, заводского изготовления блочной конструкции. Распределительные устройства на 6 кВ выполнены в виде комплектных шкафов закрытого типа из-за количества ответвлений более 25 и из-за нахождения в районах со снежными бурями.

Главная понизительная подстанция выполнена с открытой частью 110 кВ и ЗРУ на 6(10) кВ

7. Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы. В после аварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора.

Мощность ГПП определяется расчётной мощностью предприятия.

1. Выбор количества трансформаторов.

где: n - количество трансформаторов на ГПП

кЗ - коэффициент загрузки в нормальном режиме

2 Проверка по послеаварийному режиму

Принимаем к установке трансформаторы 2хТДН - 16000 ? 10

3 Фактический коэффициент загрузки трансформаторов.

8. Выбор сечения воздушной линии, питающей завод

Передачу электроэнергии от источника питания до приёмного пункта промышленного предприятия осуществляется воздушными или кабельными линиями. Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

Выбор по длительно допустимому току.

1. Определяем расчётный ток

- в нормальном режиме А;

- в послеаварийном режиме А.

где: Uном - напряжение питающей линии согласно номограмме.

В зависимости от величины расчётной мощности, удаленности

предприятия от источника и стоимости электроэнергии.

Условие выбора

Согласно этому условию выбираем сечение ВЛ. сталеалюминиевый провод марки АС - 50/8,0 . Опоры стальные, линии двухцепные. Но по условиям короны принимаем при Uн = 110 кВ сталеалюминевый провод АС-70/11 .

2. Проверка выбранного сечения по условию допустимого уровня потерь напряжения.

где: - длина линии на 1% потери напряжения, справочная

величина, в зависимости от выбранного сечения.

- допустимая величина потерь напряжения в послеаварийном

режиме ±10% от номинального.

3. Проверка выбранного сечения по экономической плотности тока

где: - экономическая плотность тока. Выбирается из справочника

по числу часов работы, максимума активной нагрузки и материала провода.

4. Проверка минимально допустимого сечения по короне. Для напряжения 110 кВ минимальное сечение 70 мм2.

Окончательно принимаем в качестве питающей линии воздушную линию на стальных опорах с проводами АС - 70/16.

9. Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузок

Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещение по генеральному плану окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов.

Центр нагрузок цеха или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха (предприятия).

Картограмма электрических нагрузок позволяет проектировщику достаточно наглядно представить распределение нагрузок на территории промышленного предприятия

Проводя аналогию между массами и электрическими нагрузками цехов Pi, координаты их центра можно определить в соответствии со следующими формулами:

;

Рассчитаем координаты ЦЭН по предприятию.

Результаты расчётов по цехам предприятия занесём в таблицу 3

Пример расчета произведём на цехе № 1

Рассчитаем радиус, определяющий величину активной расчетной нагрузки для 1 го цеха

где: m - коэффициент, характеризующий принятый масштаб.

Рассчитаем угол сектор круга, характеризующий величину осветительной нагрузки в цехе.

10. Распределение нагрузки по ПП

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания предприятия. Основным условием проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения является надёжность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведёнными затратами на систему электроснабжения. Надёжность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которого может привести как к снижению надёжности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило, разрабатывается несколько вариантов, наиболее целесообразным из которых определяется в результате технико-экономического сопоставления.

При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

В зависимости от установленной мощности приёмников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5-7.5 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приёмным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, РП)

Схемы с двумя и более приёмными пунктами применяют на предприятиях большой мощности с преобладанием потребителей первой категории, при наличии мощных и обособленных групп приёмников электроэнергии, при развитии предприятия этапами, когда питание второй очереди экономически целесообразно выполнять от отдельного приёмного пункта электроэнергии, а также в тех случаях, когда приёмные пункты выполняют одновременно функции РП и их установка экономически целесообразна.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями. Распределение электроэнергии при таких схемах осуществляется на РУ вторичного напряжения 6(10) кВ ПГВ.

Для предприятия средней и большой мощности, получающих питание от районных сетей 35, 110, 220, 330 кВ, широко применяют схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Линии глубоких вводов, проходят по территории предприятия и имеют ответвления к нескольким подстанциям глубоких вводов (ПГВ), расположенных близко от питаемых ими нагрузок. Обычно ПГВ выполняют по простой схеме: без выключателей и сборных шин на стороне высокого напряжения.

11. Определение типа, количества и мощности цеховых ТП

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путём технико-экономических расчётов с учётом следующих факторов; категории надёжности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжение до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийных режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов трансформаторов в зависимости от графиков нагрузки.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе (корпусе) приёмников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемого по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т.е. они допустимы для потребителей III и II категории, а также при наличии в сети 380-660В. небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Произведём расчёт на примере подстанции ТП 1 Вариант схемы №1, встроенной в цех №1, питающей цеха № 2,3,6.

1.Расчётные активная и реактивная нагрузки (из табл.№2).

2.Определим мощность, тип, и количество компенсирующих устройств.

;

Принимаем к установке КУ типа 2хККУ-0,38-380

3. Рассчитаем комплексную реактивную мощность после компенсации.

4. Полная расчётная нагрузка трансформаторов.

5. Количество и мощность трансформаторов ТП 1.

принимаем к установке трансформатор типа 2хТМ-1000/10/0,4

;

аналогичные расчёты производим для остальных ТП трёх вариантов схем, результаты расчётов заносим в таблицу №4.

12.Выбор кабельных линий распределительной сети

Передачу электроэнергии от источника питания до приёмного пункта промышленного предприятия осуществляется воздушными или кабельными линиями. Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся выбор сечения по нагреву расчётным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальном и после аварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии, приведённые затраты которой будут минимальными. Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчётному току.

Для примера произведём расчёт линии ГПП - ТП 1 варианта схемы 1.

1. Определим потери активной мощности ТП 1

2. Определим потери реактивной мощности ТП 1

аналогичные расчёты производим и для остальных ТП трёх вариантов схем, разультаты расчётов заносим в приложение к таблице №5. Значения: ?Рхх,?Ркз,Iхх,Uк, принимаются из справочника Фёдорова Сербиновского.

3.Определяем расчётную нагрузку линии ГПП-ТП 1

4.Определяем расчётную токовую нагрузку линии ГПП-ТП 1

;

5.Определяем допустимую токовую нагрузку линии ГПП-ТП 1

;

где К1- коэффициент снижения токовой нагрузки в зависимости от количества кабельных линий проложенных в одной траншее; К2 - коэффициент кратковременной перегрузки КЛ в послеаварийном режиме.

6.Выбираем сечение линии по нагреву рабочим током по условию

предварительно принимаем кабель марки 2хААШв 3х25, способ прокладки в траншее, фактическая длинна 66

7.Проверяем выбранное сечение по допустимой потере напряжения.

где: - длина линии на 1% потери напряжения, справочная

величина, в зависимости от выбранного сечения.

- допустимая величина потерь напряжения в послеаварийном

режиме ±10% от номинального.

8. Проверка выбранного сечения по экономической плотности тока

;

где: - экономическая плотность тока. Выбирается из справочника

по числу часов работы, максимума активной нагрузки и материала провода.

окончательно принимаем кабель марки 2хААШв 3х25

аналогичные расчёты производим и для остальных линий трёх вариантов схем, разультаты расчётов заносим в таблицу №5.

13. Составления схем ЭПП

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания предприятия. Основным условием проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения является надёжность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведёнными затратами на систему электроснабжения. Надёжность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которого может привести как к снижению надёжности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правело, разрабатывается несколько вариантов, наиболее целесообразный из которых определяется в результате технико-экономического сопоставления.

При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

В зависимости от установленной мощности приёмников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5-7.5 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приёмным пунктам электроэнергии (ГПП, ГРП, РП). Если имеются потребители первой категории, то предусматривают секционирование шин приёмного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

Схемы с двумя и более приёмными пунктами применяют на предприятиях большой мощности с преобладанием потребителей первой категории, при наличии мощных и обособленных групп приёмников электроэнергии, при развитии предприятия этапами, когда питание второй очереди экономически целесообразно выполнять от отдельного приёмного пункта электроэнергии, а также в тех случаях, когда приёмные пункты выполняют одновременно функции РП и их установка экономически целесообразна.

Для предприятия средней и большой мощности, получающих питание от районных сетей 35, 110, 220, 330 кВ, широко применяют схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Линии глубоких вводов проходя по территории предприятия и имеют ответвления к нескольким подстанциям глубоких вводов (ПГВ), расположенных близко от питаемых ими нагрузок. Обычно ПГВ выполняют по простой схеме: без выключателей и сборных шин на стороне высокого напряжения.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями. Распределение электроэнергии при таких схемах осуществляется на РУ вторичного напряжения 6(10) кВ ПГВ.

Глубокие вводы выполняются в виде магистральных ВЛ и в виде радиальных воздушных кабелей.

Магистральные, глубокие вводы применяют при нормальной и мало загруженной окружающей среде, когда по территории предприятия можно провести воздушные линии напряжением 110-220 кВ и разместить ПГВ около основных групп потребителей электроэнергии.

Радиальные, глубокие вводы применяют, при загрязненной окружающей среде. Кабельные радиальные вводы используются при невозможности прокладки воздушных линий и размещение более громоздких ответвительных подстанций 110-220 кВ. Радиальные схемы глубокого ввода обладают большей гибкостью и удобствами в эксплуатации по сравнению с магистральными, так как повреждение или ремонт одной линии или трансформатора не отражается на работе других подстанций.

Схемы глубокого ввода при своей максимальной простоте и дешевизне не уступает по надёжности схемам централизованного электроснабжения. Они применяются для любой категории.

14. Технико-экономический расчёт

Целью технико-экономических расчётов является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и её элементов. Для систем электроснабжения промышленных предприятий характерна много вариантность решений задач, которая обусловлена широкой взаимозаменяемостью технических решений. В связи с этим требуется выполнение значительного числа трудоёмких вычислений, для автоматизации которых рекомендуется широко применять электронно-вычислительные машины (ЭВМ).

При технико-экономических расчётах систем промышленного электроснабжения соблюдают следующие условия сопоставимости вариантов:

технические, при которых сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и оптимальных параметров, характеризующих каждый рассматриваемый вариант;

экономические, при которых расчёт сравниваемых вариантов ведут применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учётом одних и тех же экономических показателей, характеризующий каждый рассматриваемый вариант.

При разной надёжности сравниваемых вариантов дополнительно учитывают народнохозяйственный ущерб от снижения надёжности.

Каждый рассматриваемый вариант должен соответствовать требованиям, предъявляемым к системе промышленного электроснабжения соответствующими директивными материалами, отраслевыми инструкциями и ПУЭ.

В технико-экономических расчётах используют укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов системы электроснабжения, а так же УПС сооружения подстанций в целом.

В УПС не включены некоторые статьи расхода, поэтому их не применяют для определения реальной стоимости сооружения объекта, а используют при сравнительных расчётов вариантов. УПС основных элементов системы электроснабжения приведены в приложении к данному пособию.

В соответствии с существующей методикой технико-экономических расчётов в качестве основного метода оценки рекомендуется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы.

Экономические (стоимостные) показатели в большинстве случаев являются решающими при технико-экономических расчётах. Однако, если рассматриваемые варианты равноценны в отношении стоимостных показателей, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями.

Технико-экономический расчёт кабельных линий.

Для примера произведём расчёт линии ГПП - ТП 1 варианта схемы 1.

1.Исходные данные:

Марка и сечение кабеля 3х25-ААШв , его длина L = 0,512 км, кол-во кабелей в линии nк = 1, стоимость 1 км линии К1км = 127,8 т.р., удельный расход цветного материала q = 0,2 т/км, потери мощности на 1 км линии

?Рн = 40 кВт/км, число часов работы предприятия в году Тп = 5500 ч, стоимость одного кВт*ч электроэнергии С0 = 10 руб/кВт*ч, коэффициент амортизационных отчислений цал = 0,03.

2.Капитальные вложения на линию.

3.Расход цветного материала.

4.Квадрат коэффициента загрузки и расчётная полная нагрузка рассматриваемой линии.

;

5.Потери мощности рассматриваемой линии.

6.Потери электроэнергии.

7.Стоимость потерь электроэнергии.

8.Стоимость амортизационных отчислений на рассматриваемую линию.

аналогичные расчёты производим и для остальных линий трёх вариантов схем, результаты расчётов заносим в таблицу №6.

Технико-экономический расчёт трансформаторных п/ст и эл. аппаратов.

Для примера произведём расчёт эл. аппаратов линии №1 ГПП - ТП 1 варианта схемы 1, а также трансформаторной п/ст ТП 1 варианта схемы 1.

а) ТЭР эл. аппаратов.

1.Исходные данные:

На кабельной линии №1 ГПП-ТП 1 установлено 2 выключателя типа

ВВТЭ-М-10-630-20УЗ

стоимостью К1ЭА=78 т.р.

2.Капитальные вложения в эл. аппараты.

3.Стоимость амортизационных отчислений на эл. аппараты.

аналогичные расчёты производим и для остальных элементов трёх вариантов схем, результаты расчётов заносим в таблицу №7.

б) ТЭР трансформаторных п/ст.

1.Исходные данные:

В ТП 1 установлено 2 трансформатора типа ТМ-1000/10, коэффициент загрузки в нормальном режиме Кзн = 0,6; Кзн2 = 0,36; коэффициент

Стоимость 227,75 тыс. руб

2.Приведённые потери в ТП 1.

3.Потери электроэнергии ТП 1.

4.Стоимость потерь электроэнергии.

5.Стоимость амортизационных отчислений на ТП 1.

аналогичные расчёты производим и для остальных элементов трёх вариантов схем, результаты расчётов заносим в таблицу №8.

15. Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения

В качестве основного метода оценки рекомендуется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы.

Экономические (стоимостные) показатели в большинстве случаев являются решающими при технико-экономических расчётах. Однако, если рассматриваемые варианты равноценны в отношении стоимостных показателей, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями.

Затраты по первому варианту схемы электроснабжения.

Затраты по второму варианту схемы электроснабжения.

Затраты по третьему варианту схемы электроснабжения.

исходя из технико-экономического сравнения трёх вариантов схем электроснабжения путём определения затрат по каждому из вариантов схем приходим к выводу, что наиболее экономически-целесообразным является вариант схемы №3. З = 19502,21 т.р

16. Описание принятой схемы электроснабжения

Выбранный вариант схемы электроснабжения обеспечивает необходимую безопасность и бесперебойность в электроснабжении завода режущих инструментов.

Питание предприятия осуществляется от энергосистемы воздушными линиями АС-70 на напряжение 110 кВ, которое на ГПП трансформируется в напряжение распределительной сети 10 кВ при помощи 2-ух двухобмоточных трансформаторов типа ТДН-16000/110.

Схема состоит из 16-й трансформаторных подстанций напряжением высокой стороны 10 кВ, а низкой 0,4 кВ и 2 х напряжением высокой стороны 10 кВ, а низкой 6 мощностью 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА;

Распределительная сеть данного промышленного предприятия имеет преимущественно радиальную двухступенчатую схему, что обусловлено местоположением потребителей на территории предприятия, а также от требуемого уровня надежности электроснабжения отдельных потребителей.

Все трансформаторные подстанции выполняются встроенными. к для обеспечения требуемой надёжности электроснабжения. При определении расчётной нагрузки линий резервирующих подстанции на стороне низкого напряжения, учитываем то, что производится резервирование только 40% нагрузки, которую составляют потребители 1 или 2 категории.

Питание цеховых трансформаторных подстанций от главной понизительной подстанции осуществляется трёхжильными кабелями марки ААШв на напряжение 10 кВ. Питание распределительных пунктов от цеховых трансформаторных подстанций осуществляется четырёхжильными и трехжильными кабелями марки ААБ на напряжение 0,4 кВ.

Для компенсации реактивной мощности устанавливается комплектные конденсаторных установки (ККУ).

Высоковольтная нагрузка представляет собой асинхронные двигатели типа 4АЗМ-500/6000 УХЛ4 также устанавливаются компенсирующие устройства на РУ 6 кВ.

Таким образом, эта схема получилась наиболее подходящей по необходимым условиям электроснабжения.

Список использованной литературы

1. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общ. Ред. А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского. Кн. 1., Кн.2. Проектно - расчетные сведения. М.: Энергия, 1973.

2. Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учеб. пособие для электроэнергетических специальностей вузов. Под ред.Неклепаева Б. Н. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергия, 1978.

4. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1980.

5. ПУЭ - шестое издание - С-Петербург.: издательство ''Деан'', 1999.

6. ПУЭ - издание 7.1 - М.: Энергоатомиздат, 2000.

7. Р. Н.. Карякин: Заземляющие устройства электроустановок: Справочник - М.: Энергосервис, 2000

8. Ю.И. Солуянов «Повышение эффективности защитных мер электробезопасности электроустановок промышленных предприятий».: Учеб. Пособие. Казань: Казан. гос. энерг. Ун-т. 2004 г.

9. Кудрин Б.И. «Электроснабжение промышленных предприятий» :

Учебник для студентов выших учебных заведений - М.:Интермент Инжиниринг, 2005 г.

10. В.И. Трубицын. Надёжность электрической части электростанций. - М.: Издательство МЭИ, 1993.

11. Ю.Б. Гук. Теория надёжности в электроэнергетике: учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1990.

Размещено на http://www.allbest.ru

...