Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Электроснабжение нефтеперерабатывающего завода

Электроснабжение нефтеперерабатывающего завода

Расчет электрических нагрузок 0,4кВ. Выбор цеховых трансформаторных подстанций. Выбор мощности трансформаторов ГПП. Выбор схемы электроснабжения предприятия. Расчет токов короткого замыкания для выбора электрооборудования. Расчет уровней напряжения.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 05.02.2014
Размер файла 3,0 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Таблица 3.11 - Мощность цеховых трансформаторов с учетом компенсирующих устройств

№ ЦТП и цеха

Наименование цеха

Категория

Pp, кВт

Qp, квар

tgц

Sp iут, кВА

Sном. т кВА

nт, шт

Kз.ф.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

КТП

№1, №2

1

Цех атмосферно-вакуумная трубчатка

I, II

3355

2952,4

0,88

4469,08

1600

4

0,69

КТП

№3

2

Цех каталитического риформинга на высокооктановый компонент бензина с периодической регенерацией катализатора и предварительной гидроочисткой

II

1100

375

0,75

1162,16

1000

2

0,58

КТП

№4,№5, №6,№7

3

Цех каталитического риформинга на высокооктановый компонент бензина с постоянной регенерацией катализатора

I, II

5867,56

3698,86

0,7

6936,13

1600

8

0,54

КТП

№8, №9

4

Цех предварительной гидроочисткой для получения летних сортов дизельного топлива ЛЧ-24-2000

I, II

3465

2252,25

0,65

4132,66

1600

4

0,65

КТП

№10

5

Цех гидроочистки вакуумного газойля

I, II

1530

460,60

1,02

1597,83

1600

2

0,50

КТП

№11, №12

6

Цех изомеризации

I, II

3400

2550

0,75

4250

1600

4

0,66

КТП

№13, №14, №15

7

Цех каталитического крекинга

I, II

5258

3575,44

0,68

6358,49

1600

6

0,66

КТП

№16, №17

8

Цех висбрекинга гудронов

I, II

3672,5

2276,95

0,62

4321,08

1600

4

0,68

КТП

№18

9

Цех оборотного водоснабжения

I, II

1075

156,1

1,02

1086,27

1000

2

0,54

10

Центральный пункт управления

I, II

11

Компрессорная

I, II

Таким образом, после компенсации реактивной мощности произошло только изменение коэффициента загрузки трансформаторов. Коэффициенты загрузки они уменьшились.

4. Расчёт электрических нагрузок 10 кВ

4.1 Расчёт электрических нагрузок потребителей на стороне 10 кВ

Расчет электрических нагрузок потребителей на стороне 10 кВ выполняем методом коэффициента использования.

(4.1)

(4.2)

где Ки - коэффициент использования,

n - количество электроприемников.

Результат записываем в таблицу 4.2.

В качестве приводных двигателей компрессоров и насосов выбираем электродвигатели типа AMD и НХR фирмы АВВ[17].

В цехе изомеризации применяются компрессоры для электропривода которых установлены взрывозащищенные электродвигатели AMD 450LH4, технические данные приведены в таблице 4.1.

В цехе оборотного водоснабжения установлены насосы в качестве электропривода которых установлены высоковольтные электродвигатели HXR 500LG2, технические данные приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Технические данные установленных электродвигателей

Наименование

привода

Тип эл. двигателя

Кол-во

РНОМ, кВт

cos ?

з, %

n, об/мин

Компрессор

AMD 450LH4

2

630

0,84

96,7

1500

Насос

HXR 500LG2

4

630

0,91

96,2

3000

Таблица 4.2

Расчет электрических нагрузок высоковольтных электродвигателей

Наименованиецеха

Кол-во

эл. пр.

Ру, кВт

кВт

Ки, о.е.

Рр, кВт

Qр, кВАр

Sр, кВА

Цех изомеризации

2

630

1260

0,7

882

573,3

1051,95

Цех оборотного водоснабжения

4

630

2520

0,7

1764

811,44

1941,68

4.2 Расчёт потерь в цеховых трансформаторах

Для расчета потерь мощности трансформаторов используем их паспортные данные:

1. Активные потери в трансформаторах:

(4.3)

где - потери холостого хода трансформатора, кВт;

- потери короткого замыкания, кВт;

- коэффициент загрузки трансформаторов фактический, (из таблицы 3.11).

2. Реактивные потери в трансформаторах:

3.

(4.4)

где N - число трансформаторов;

I0 - ток холостого хода трансформатора, %;

Uкз - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Рассчитываем потери по цеховым подстанциям:

КТП №1 и №2:

Аналогичные расчеты производим для остальных цехов. Результаты расчетов сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3

Потери мощности в трансформаторах ТП

Номер КТП

, кВт

,кВАр

1

2

3

4

КТП №1 и №2

0,69

39,62

246,29

КТП №3

0,58

10,37

66,84

КТП №4, №5, №6, №7

0,54

54,89

350,89

КТП №8, №9

0,65

36,09

225,71

КТП №10

0,50

12,35

79,74

КТП №11, №12

0,66

36,95

230,74

КТП №13, №14. №15

0,66

55,42

346,11

КТП №16, №17

0,68

38,72

241,03

КТП №18

0,54

9,40

61,92

4.3 Определение расчетных нагрузок 10кВ

Для определения расчетных нагрузок на стороне 10 кВ к расчетным нагрузкам на стороне 0,4 кВ добавляются потери мощности в цеховых трансформаторах и мощность высоковольтных потребителей.

Расчет производим по формулам:

(4.5)

где - активные и реактивные потери в трансформаторах;

- активная и реактивная мощности высоковольтных потребителей (для синхронных двигателей реактивная мощность берется со знаком «»);

- активная и реактивная расчетные мощности низковольтных потребителей.

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 Расчетные нагрузки на стороне 10 кВ

№ КТП

Рр0,4

Qр0,4

ДРТ

ДQТ

Р10

Q10

Рр10

Qр10

№1, №2

3355

2952,4

39,62

246,29

3394,62

3198,69

№3

1100

375

10,37

66,84

1110,37

441,84

№4, №5, №6, №7

5867,56

3698,86

54,89

350,89

5915,58

4058,19

№8, №9

3465

2252,25

36,09

225,71

3501,09

2477,96

№10

1530

460,6

12,35

79,74

1542,35

540,34

№11, №12

3400

2550

36,95

230,74

882

573,3

4318,95

3354,04

№13, №14, №15

5258

3575,44

55,42

346,11

5313,42

3921,55

№16, №17

3672,5

2276,95

38,72

241,03

3711,22

2517,98

№18

1075

156,1

9,40

61,92

1764

811,44

2448,40

1029,46

4.4 Решение вопросов компенсации РМ на стороне 10кВ

Энергосистемой задается экономически оптимальное значение коэффициента мощности предприятия tgцэ=0,4 . Экономически оптимальное значение реактивной мощности, которая может быть передана предприятию в период максимальной нагрузки энергосистемы, определяется по выражению:

кBAр.

Суммарная расчетная мощность высоковольтных конденсаторных установок определяется из условия баланса реактивной мощности:

кBAр.

В качестве компенсирующих устройств применяем комплектные конденсаторные установки типа УК-10,5-2250 в количестве 4 штук. Суммарная мощность установок:

Qвку=2250?4=9000 кBAр.

Суммарная реактивная нагрузка на шинах 10 кВ:

Уточняем значение полной расчетной мощности:

5. Выбор трансформаторов ГПП

5.1 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузка данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки. При отсутствии суточного графика с достаточной для практических целей точностью на заданный расчетный уровень определяется максимальная активная нагрузка (МВт).

Номинальная нагрузка каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции, как правило, определяется аварийным режимом работы подстанции: при установке двух трансформаторов их мощность выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного из них оставшийся в работе трансформатор с допустимой аварийной перегрузкой мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей.

Номинальная мощность трансформатора на подстанции с числом трансформаторов n>1 в общем виде определяется из выражения, МВА:

(5.1)

где - расчетная мощность, МВт;

- суммарная активная максимальная нагрузка подстанции на расчетный уровень пять лет, МВт;

- коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й 2-й категории;

- коэффициент допустимой аварийной перегрузки;

- коэффициент мощности нагрузки.

Для проектируемой двухтрансформаторной подстанции, то есть при n = 2,

(5.2)

При аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 суток.

Так как < 1, а > 1, то их отношение всегда меньше 1 и характеризует собой ту резервную мощность, которая заложена в трансформаторе при выборе его номинальной мощности. Чем это отношение меньше, тем меньше будет закладываемый в трансформаторы резерв установленной мощности, тем более эффективным будет использование трансформаторной мощности с учетом перегрузки.

Завышение коэффициента k приводит к завышению суммарной установленной мощности трансформаторов на подстанции.

Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго.

Таким образом, для проектируемой подстанции

(5.3)

В настоящее время существует практика выбора номинальной мощности трансформатора для двухтрансформаторной подстанции с учетом k = 0,7

МВА.

Из ряда стандартных мощностей понижающих трансформаторов выбираем трансформаторы номинальной мощностью = 25 МВА.

Загрузка трансформаторов в нормальном режиме (в работе оба трансформатора)

.

Загрузка трансформаторов в аварийном режиме (в работе один трансформатор)

.

Как видно, при этом значении k в аварийном режиме обеспечивается сохранение всей без отключения неответственных потребителей. Трансформатор будет загружен на 136 %, что допустимо.

Выбираем 2 трансформатора типа ТPДН-25000/110[6]. Это трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой, принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла, с регулированием напряжения под нагрузкой.

Таблица 5.1

Технические данные трансформатора

UВН, кВ

, кВ

, %

, кВт

, кВт

, %

Пределы регулирования

115

10,5

10,5

120

25

0,65

±9х1,78%

5.2 Выбор места расположения ГПП. Картограмма нагрузок

Правильный выбор типа и мощности трансформаторов, а также правильное размещение подстанции на предприятии является основой для рационального построения схемы распределения электрической энергии.

Особенно важен вопрос о размещении ГПП, которое определяет схему предприятия. В этом случае проектирование систем электроснабжения осуществляется на основе генерального плана предприятия, на который нанесены все производственные цеха и отдельные участки предприятия. Расположение цехов на генеральном плане предприятия определяется технологическим процессом производства, а также архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями.

Выбор типа и места расположения подстанции осуществляется следующим образом:

1. Строим картограмму нагрузок.

Картограмма нагрузок представляет собой размещение на генеральном плане окружностей, площади которых в принятом масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Каждому цеху, отдельному зданию, сооружению соответствует окружность, центр которой совмещают с центром нагрузок цеха, то есть с символической точкой потребления ими электроэнергии. Поэтому расположение ГПП вблизи питаемых ими нагрузок позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электроэнергии и сократить протяженность, как сетей высокого напряжения предприятия, так и цеховых электрических сетей.

Картограмма дает возможность наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия. Она состоит из окружностей, причем площадь круга (), ограниченная каждой из этих окружностей, с учетом принятого масштаба m равна расчетной нагрузке соответствующего цеха, что определяет радиус окружности:

(5.4)

где - расчетная нагрузка каждого цеха;

m - масштаб;

2. Выявляем сосредоточенные нагрузки и находим центр групп распределенных нагрузок.

При разработке схемы электроснабжения предприятия рекомендуется размещать источники питания с наибольшим приближением к центру питаемой нагрузки, под которым понимается условный центр. Проведя аналогию между массами и электрическими нагрузками цехов , координаты их центра для размещения источника питания (ГПП) можно определить по формулам:

(5.5)

(5.6)

где - координаты центра нагрузки каждого цеха.

3. Намечаем место расположения подстанции и согласовываем его с генпланом, технологами и строителями.

Принимаем масштаб: 5 кВА - 1 мм2. Тогда радиус круга:

(5.7)

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.2.

Таблица 5.2- Построение картограммы электрических нагрузок

Номер цеха

xi, м

уi, м

ri, мм

, кВА

1

2

3

4

5

6

7

Цех атмосферно-вакуумная трубчатка

100

84

16,87

4469,08

446908

375402,72

Цех каталитического риформинга на высокооктановый компонент бензина с периодической регенерацией катализатора и предварительной гидроочисткой

267,5

53

9,36

1375

367812,50

72875,00

Цех каталитического риформинга на высокооктановый компонент бензина с постоянной регенерацией катализатора

312,5

133,8

21,44

6934,818

2167130,63

927878,65

Цех предварительной гидроочисткой для получения летних сортов дизельного топлива ЛЧ-24-2000

100

300

16,22

4132,66

413266

1239798

Цех гидроочистки вакуумного газойля

275

287,5

11,8

2185,49

601009,75

628328,38

Цех изомеризации 0,4 кВ

500

465

16,45

4250

2125000

1976250

Цех изомеризации 10кВ

500

465

8,18

1051,95

525975

489156,75

Цех каталитического крекинга

112,5

462,5

20,12

6358,49

715330,13

2940801,63

Цех висбрекинга гудронов

462,5

84

16,59

4321,08

1998499,5

362970,72

Цех оборотного водоснабжения 0,4кВ

500

302,5

4,05

257,12

128560

77778,80

Цех оборотного водоснабжения 10кВ

500

302,5

11,12

1941,68

970840

587358,20

Центральный пункт управления

487,5

352,5

5,65

501,38

244422,75

176736,45

Компрессорная

450

265

6,46

654,81

294664,50

173524,65

Итого:

38434

10999418,75

10028859,94

Центр нагрузок находится в точке с координатами

По расчетным данным центр нагрузок предприятия находится в цехе №5 (рисунок 5.1), но расположение ГПП здесь невозможно, а так же в виду того что возможен выброс вредных веществ с близлежащих установок, поэтому подстанцию смещаем на свободное место. Новые координаты ГПП:

План предприятия с ГПП указан на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Генплан предприятия с ГПП

6. Выбор схемы электроснабжения предприятия

Система электроснабжения предприятия состоит из источников питания, линий электропередач, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понизительных, распределительных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабелей и воздушных линий.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий, в основном зависят от потребляемой ими мощности, характера электрических нагрузок, особенностей производства, климатических условий и других факторов. Схема электроснабжения должна удовлетворять следующим требованиям: надежность, экономичность, удобство и безопасность эксплуатации, а также обеспечение необходимого качества электроэнергии у приемников и возможность дальнейшего развития сети.

Надежность сети определяется категорией потребителей. Экономичность сети характеризуется стоимостными показателями (приведенными затратами). Кроме того необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок по территории предприятия, а также его потребляемую мощность.

Принимаем схему электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии (ГПП). Ввиду наличия потребителей I-ой категории по степени бесперебойности питания предусматриваем секционирование шин приемного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

При построении схемы электроснабжения исходим из принципа максимально-возможного приближения высшего напряжения к электроустановкам потребителей и применения минимального количества ступеней промежуточной трансформации.

Резервирование питания для отдельных категорий потребителей должно быть заложено в самой схеме электроснабжения. Для этого все элементы схемы (линии, трансформаторы, аппаратура) должны нести в нормальном режиме постоянную нагрузку, а в послеаварийном режиме (после отключения поврежденных участков) принимать на себя питание оставшихся в работе потребителей с учетом допустимых для этих элементов нагрузок.

При секционировании всех звеньев системы электроснабжения, начиная от шин ГПП, должна быть предусмотрена установка на них системы АВР (автоматического ввода резерва) для повышения надежности питания. При этом в нормальном режиме работы следует обеспечивать раздельную работу элементов системы электроснабжения, что снижает уровень токов короткого замыкания, облегчает и удешевляет коммутационную аппаратуру и упрощает релейную защиту.

Выбор наилучшего варианта производится на основании технико-экономических расчетов и рассмотрен в подразделе 6.1.

Все распределительные сети выполнены кабельными линиями, проложенными по комбинированным эстакадам.

Технико-экономический расчет производится для двух вариантов построения схемы электроснабжения.

6.1 Технико-экономический расчет

Учитывая малую площадь предприятия потерями в кабельных линиях пренебрегаем.

Вариант 1. Предусматривает питание цеховот ГПП:

№1от КТП 1,2;

№2 от КТП 3;

№3 от КТП 4,5,6,7;

№4 от КТП 8,9;

№5 от КТП 10;

№6 от КТП 11,12;

№7 от КТП 13,14,15;

№8 от КТП 16,17;

№9,10,11 от КТП 18.

Схема питания изображена на рисунке 6.1.

Вариант 2. Предусматривает питание цехов:

№1от КТП 1,2;

№2 от КТП 3;

№3 от КТП 4,5,6,7;

№4 от КТП 8,9;

№5 от КТП 10;

№6 от КТП 11,12;

№7 от КТП 13,14,15;

№8 от КТП 16,17;

№9,10,11 от КТП 18(через РП-10 кВ).

Схема питания изображена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.1 - Однолинейная схема электроснабжения. Вариант 1

Рисунок 6.2 - Однолинейная схема электроснабжения. Вариант 2

Наиболее экономичным решением электроснабжения будет вариант, отвечающий техническим требованиям и имеющий наименьшие приведенные затраты.

Выбор наилучшего варианта производится в соответствии с «Методическими рекомендациями по выполнению организационно-экономической части дипломных проектов». Ценность проекта - это разница между выгодами по проекту и затратами на его реализацию и эксплуатацию:

(6.1)

где - ценность или эффект по проекту;

- выгоды или поступления по проекту;

- затраты или расходы по проекту;

т - горизонт расчета.

Главным критерием оценки проектов является максимум эффекта:

(6.2)

При постоянстве полезного результата Рт=const, максимум эффекта будет при минимуме затрат по проекту Зт=Min

Приведенные затраты, руб/год, являются мерой стоимости, определяются для изменяемой части сопоставляемых вариантов по выражению:

(6.3)

где r - реальная процентная ставка;

К - единовременные капиталовложения, определяемые в действующих ценах, руб., с учетом стоимости монтажа и строительной части;

С - ежегодные издержки производства при нормальной эксплуатации, руб/год.

Ежегодные издержки производства при единовременном вводе сооружения в эксплуатацию С определяется по соответствующим значениям амортизационных отчислений Са, затрат на электроэнергию Сэ и расходов по эксплуатации Сро:

(6.4)

Амортизационные отчисления, руб., рассчитываются по годовым нормам амортизации Ра от капиталовложений К на сооружаемые элементы электроснабжения:

(6.5)

Затраты на ремонт и обслуживание в данном случае определяем упрощённо, на основании выражения:

(6.6)

где Рро - коэффициент отчислений на ремонт и обслуживание.

Затраты на потери электроэнергии в элементах электрической сети определяются по формуле:

(6.7)

где максимальные потери активной мощности, кВт;

- относительное время использования максимума потерь;

г - стоимость 1кВт. года потерь, руб/кВт·год.

Максимальные потери активной мощности для различных элементов электроустановок определяется следующим образом:

Для проводов и кабелей:

(6.8)

где R - сопротивление линии, Ом.

(6.9)

где r0 - удельное сопротивление кабеля, Ом/км;

L?- длина линии, км;

IМ - максимальный ток, А;

SМ - максимальная полная нагрузка (мощность), кВА;

U - напряжение сети.

В расчётах принято:

б = 640,84 руб/кВт·мес;

в = 1,14 руб/кВт·час.

Годовое число часов работы Тг и число часов использования максимума активной нагрузки Тм выбираем согласно [6]:

Тм = 7100 ч/год;

Тг = 8700 ч/год.

Относительное время использования максимума потерь фм зависит от соотношения Тм и Тг :

(6.10)

Стоимость 1 кВт·ч электроэнергии (руб/кВт·ч):

(6.11)

Стоимость потерь 1 кВт·года,(руб/кВт·год):

(6.12)

= 8700·2,22/1000 =19,34тыс.руб/кВт·год.

Коэффициенты отчислений для разных элементов электроснабжения определенные по таблицам сводим в таблицу 6.1.

По старым методикам вместо r принимался параметр Ен, который назывался нормативным коэффициентом эффективности капитальных вложений и нормировался. Это было справедливо для условий стабильной плановой экономики, и не применимо для условий рыночной экономики.

Применительно к вариантам электроустановок формулу (6.1) целесообразно преобразовать и представить в следующем виде:

(6.13)

где р - суммарный коэффициент отчислений от капитальных затрат;

ра - норма амортизации;

ро - коэффициент отчисления на текущий ремонт и обслуживание;

r -нормативный коэффициент эффективности.

В таблице, реальная процентная ставка с учётом инфляции:

где Ен = 0,21 1/год- нормативный коэффициент эффективности.

Таблица 6.1

Коэффициенты отчислений для различных элементов системы электроснабжения

Элементы системы электроснабжения

Значения коэффициентов, доли ед.

Ячейки КРУ-10 кВ

0,063

0,10

0,10

0,17

Кабельные линии 10 кВ

0,024

0,01

0,10

0,13

Результаты расчетов по вариантам сводим в таблицы 6.2 и 6.3.

Таблица 6.2 - Определение приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения (Вариант1)

№№ пп

Элементы электроснабжения

Кi 1984

Коэф

Кi тыс.руб./шт.,

тыс.руб./км

N

шт., км

К,

тыс.руб

ра

Са=ра*К, тыс.руб/год

ро

Со=ро*К, тыс.руб/год

r0, Ом/км

Iр, А

ДРм, кВт

г,

тыс.руб./кВт.год

Сэ. тыс.руб/год

З1, тыс.руб/год

ГПП-КТП №11, 12

Кабель ААШвУ 3х95 по эстакаде

4,04

36,14

146,006

1,20

175,207

0,02

4,20

0,01

1,752

0,312

92,376

9,58

19,341

123,462

140,983

ГПП-КТП №18

Кабель ААШвУ 3х70 по эстакаде

3,58

36,14

129,381

0,40

51,752

0,02

1,24

0,01

0,518

0,429

80,830

3,36

19,341

43,325

48,501

ГПП-К-1, К-2 (цех 6)

Кабель АШвУ 3х25 по эстакаде

4,39

36,14

158,655

0,64

101,539

0,02

2,44

0,01

1,015

0,859

43,300

3,09

19,341

39,832

49,986

ГПП-Н-1, Н-2, Н-3, Н-4(цех 9)

Кабель ААШвУ 3х35 по эстакаде

3,18

36,14

114,925

1,80

206,865

0,02

4,96

0,01

2,069

0,592

39,970

5,11

19,341

1910,487

1931,174

ячейки КРУ ГПП

1,67

36,14

60,173

50,00

3008,655

0,06

189,55

0,01

30,087

-

-

-

-

-

300,866

Итого:

3544,02

21,15

2117,106

2471,508

Таблица 6.3 - Определение приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения (Вариант 2)

№№ пп

Элементы электроснабжения

Кi 1984

Коэф

Кi тыс.руб./шт.,

тыс.руб./км

N

шт., км

К,

тыс.руб

ра

Са=ра*К, тыс.руб/год

ро

Со=ро*К, тыс.руб/год

r0, Ом/км

Iр, А

ДРм, кВт

г,

тыс.руб./кВт.год

Сэ. тыс.руб/год

З2, тыс.руб/год

ГПП-РП-1

Кабель ААШв 3х185 по эстакаде

5,76

36,14

208,166

0,74

154,043

0,02

3,70

0,01

1,540

0,126

252,280

17,80

19,341

229,323

244,727

РП-1-КТП №18

Кабель ААШв 3х70 по эстакаде

4,05

36,14

146,367

0,05

7,318

0,02

0,18

0,01

0,073

0,429

80,830

0,42

19,341

5,416

6,148

РП-1-Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 (цех 9)

Кабель ААШв 3х35 по эстакаде

3,18

36,14

114,925

0,32

36,776

0,02

0,88

0,01

0,368

0,592

39,970

0,91

19,341

11,696

15,373

ГПП-РП-2

Кабель ААШв 3х150 по эстакаде

5,10

36,14

184,314

1,20

221,177

0,02

5,31

0,01

2,212

0,194

306,000

65,40

19,341

842,375

864,493

РП-2 - КТП-11, 12

Кабель ААШв 3х150 по эстакаде

5,10

36,14

184,314

0,26

47,922

0,02

1,15

0,01

0,479

0,194

306,000

14,17

19,341

182,515

187,307

РП-2-К-1, К-2 (цех 6)

Кабель АШв 3х25 по эстакаде

4,39

36,14

158,655

0,10

15,865

0,02

0,38

0,01

0,159

0,194

129,326

0,97

19,341

12,539

14,125

ячейки КРУ ГПП

1,67

36,14

60,173

42,00

2527,270

0,06

159,22

0,01

25,273

-

-

-

-

-

252,727

ячейки КРУ РП-1

1,67

36,14

60,173

10,00

601,731

0,06

37,91

0,01

6,017

-

-

-

-

-

60,173

ячейки КРУ РП-2

1,67

36,14

60,173

10,00

601,731

0,06

37,91

0,01

6,017

-

-

-

-

-

60,173

Итого:

4213,83

99,67

1283,862

1705,246

Цены на электротехническое оборудование приведены в основном по прейскуранту 1984года. Для перевода цен на 01.05.2011 необходимо умножить на 36,14.

Определим годовой экономический эффект от двух вариантов схем:

Как видно из результатов расчета, наиболее экономически выгодным является 2 вариант электроснабжения, так как капитальные затраты на него минимальны.

7. Расчёт токов короткого замыкания для выбора электрооборудования

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учетом величин этих токов.

Основными причинами возникновения таких коротких замыканий в сети могут быть:

- повреждение изоляции отдельных частей электроустановки;

- неправильные действия обслуживающего персонала;

- металлические перекрытия токоведущих частей установки.

Короткое замыкание в сети может сопровождаться:

- прекращением подачи питания потребителям, присоединенных к точкам, в которых произошло короткое замыкание;

- нарушение нормальной работы других потребителей, подключенных к участкам сети, в следствии понижения напряжения на этих участках;

- нарушение нормального режима работы энергосистемы.

Для предотвращения коротких замыканий и уменьшения их последствий необходимо:

- устранить причины вызывающие короткое замыкание;

- уменьшить время действия защит, действующих при коротких замыканиях;

- применять быстродействующие выключатели;

- правильно вычислять величины токов короткого замыкания, и выбирать необходимую аппаратуру, защиту и средства для ограничения токов короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания производят в таких местах системы, в которых при коротком замыкании токи будут иметь наибольшее значение.

Расчет производится для случая: режим системы рабочий, на ГПП в работе один трансформатор, секционный выключатель включен.

В расчетную схему (рисунок 7.1) включаем участвующие в питании места КЗ источники и все элементы схемы между ними и местом КЗ.

Рисунок 7.1 -Расчетная схема

После составления расчетной схемы, далее составляется схема замещения подстанции. Схема замещения представляет собой расчетную схему, в которой все электрические и магнитные связи представлены электрическими сопротивлениями.

Если активное сопротивление ветки не превышает 30% ее индуктивного сопротивления, то определение периодической составляющей тока КЗ производится при условии r=0. В электроустановках выше 1000 В условие r0,3х, как правило выполняется. Следовательно:

(7.1)

где Iб - базисный ток, кА.

Схема замещения представлена на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 - Расчетная схема замещения

Расчет производим в относительных единицах. При определении параметров схемы замещения в относительных единицах необходимо задаться значением базисной мощности и вычислить значение базисного тока на разных ступенях трансформации:

(7.2)

де: IБi - базисный ток на i-ой ступени, кА;

SБ - базисная мощность, задаем SБ=100 МВА;

UБ - напряжение на i-ой ступени, кВ;

;

Определим индуктивное сопротивление элементов цепи:

Энергосистема:

о.е.,

(7.3)

где - мощность короткого замыкания источника питания, задаем ВЛ 110 кВ:

,

(7.4)

где - удельное реактивное сопротивление воздушной линии,Ом/км; задаем ;

- длина воздушной линии, км; задаем

о.е.

Для двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой:

Сопротивление обмотки высокого напряжения:

,

(7.5)

где - напряжение короткого замыкания трансформатора, %; таблица 5.1;

о.е.

Сопротивление обмотки низкого напряжения:

;

(7.6)

Сопротивление кабельных линий:

,

(7.7)

где - удельное сопротивление кабельной линии, Ом/км; задаем

- длина кабельной линии, км; задаем

длина линии до РП:

длина линии до КТП:

длина линии до двигателей:

Сопротивление АД:

,

(7.8)

где Хd// - сверхпереходное сопротивление, для АД принимаем Хd//= 0,2;

Sном - номинальная полная мощность электродвигателей;

кВА;

о.е.

ЭДС системы принимаем .

ЭДС асинхронного двигателя

а) Расчет трехфазного КЗ в точке К1.

Для данной точки короткого замыкания можно не учитывать подпитку места короткого замыкания от электродвигателей, т.к. они значительно удалены от точки короткого замыкания. Тогда расчетная схема для точки К1 будет иметь вид (рисунок 7.3):

Рисунок 7.3 - Схема замещения для расчета КЗ в точке К1

Упрощаем расчетную схему замещения

Начальное действующее значение периодической составляющей токов КЗ в точке К1:

Установившийся ток трехфазного КЗ в точке К1 равен периодической составляющей тока КЗ от системы.

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК1= 1,8 ударный коэффициент, [6,таблица.2.45].

Тепловой импульс тока:

где - время отключения тока КЗ:

где - время действия релейной защиты, сек; принимаем

- полное время отключения выключателя, сек; принимаем для выключателя на 110кВ (LТВ-145D1/D)

Та = 0,05 с - постоянная времени затухания апериодической составляющей, [6,таблицаа 2.45];

б) Расчет трехфазного КЗ в точке К2.

Схема замещения изображена на рисунке 7.4.

Рисунок 7.4 - Схема замещения для расчета КЗ в точке К2

Упростим схему замещения.

Т.к сопротивления Х1||Х2||Х3||Х4суммарная проводимость всех двигателей:

ЭДС подпитки от группы двигателей определяем по формуле:

Определим суммарное сопротивление подпитки точки К2:

Трехфазный ток КЗ:

от системы:

.

.

Суммарный ток периодической составляющей равен:

Установившийся ток трехфазного КЗ в точке К2 равен периодической составляющей тока КЗ от системы.

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК2= 1,92 ударный коэффициент, [6,таблица 2.45].

Тепловой импульс тока:

где - время отключения тока КЗ:

где - время действия релейной защиты, сек; принимаем

- полное время отключения выключателя, сек; принимаем для выключателя на 10кВ

[6, табл.2.45];

в) Расчет трехфазного КЗ в точке К3.

Схема замещения для точки К3 показана на рисунке 7.5.

Рисунок 7.5 - Расчетная схема замещения для точки К3

Упростим схему замещения.

Т.к сопротивления Х?2||Х?подК2 их эквивалентное сопротивление будет равно:

Определим эквивалентную ЭДС для точки К3:

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К3 равно:

Установившийся ток трехфазного КЗ в точке К3 равен периодической составляющей тока КЗ от системы.

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК3= 1,65 ударный коэффициент, [6, таблица 2.45].

Тепловой импульс тока:

где - время отключения тока КЗ:

где - время действия релейной защиты, сек; принимаем

- полное время отключения выключателя, сек; принимаем для выключателя на 10кВ

[6, таблица2.45];

г) Расчет трехфазного КЗ в точке К4.

Схема замещения для точки КЗ показана на рисунке 7.6.

Рисунок 7.6 - Расчетная схема замещения для расчета тока КЗ в точке К4

Эквивалентное сопротивление для точки К4:

Трехфазный ток КЗ:

от системы:

.

От двигателей:

.

Суммарный ток периодической составляющей равен:

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК4= 1,4 ударный коэффициент, [6, табл.2.45].

Тепловой импульс тока:

где - время отключения тока КЗ:

где - время действия релейной защиты, сек; принимаем

- полное время отключения выключателя, сек; принимаем для выключателя на 10кВ

[6, табл.2.45];

д) Расчет трехфазного КЗ в точке К5.

Схема замещения для точки КЗ показана на рисунке 7.7.

Рисунок 7.7 - Расчетная схема замещения для расчета тока КЗ в точке К5

Определим сопротивление цепи до точки КЗ:

ЭДС подпитки от группы двигателей определяем по формуле:

Определим эквивалентную ЭДС для точки К5:

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К5 равно:

Трехфазный ток КЗ:

от системы:

От двигателя:

.

Суммарный ток периодической составляющей равен:

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК5= 1,6 ударный коэффициент, [6, таблица 2.45].

Тепловой импульс тока:

где - время отключения тока КЗ:

где - время действия релейной защиты, сек; принимаем

- полное время отключения выключателя, сек; принимаем для выключателя на 10кВ

[6, табл.2.45];

e) Расчет трехфазного КЗ в точке К6.

Схема замещения для точки КЗ показана на рисунке 7.8.

Рисунок 7.8 - Схема замещения для расчета тока КЗ в точке К6

Определим эквивалентное сопротивление для точки К6.

Т.к сопротивления Х5||Х6 суммарная проводимость двигателей:

ЭДС подпитки от группы двигателей определяем по формуле:

Определим суммарное сопротивление подпитки точки К6:

Определим эквивалентную ЭДС для точки К6:

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К6 равно:

Мощность КЗ:

МВА.

Ударный ток КЗ:

кА,

где КуК6= 1,6 ударный коэффициент, [6, таблица 2.45].

Определим тепловой импульс тока для точки К6:

г...

Страница:


Подобные документы

  • Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак"

    Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010

  • Электроснабжение завода по переработке нефти

    Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.

    курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013

  • Электроснабжение машиностроительного завода

    Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Расчет напряжения, схемы внешнего электроснабжения, трансформаторов ГПП. Технико-экономическое обоснование схем.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 30.04.2012

  • Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

    Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.

    курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009

  • Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

    Электроснабжение промышленного предприятия. Определение расчетных электрических нагрузок. Выбор рационального напряжения питания. Расчет токов короткого замыкания. Выбор средств компенсации реактивной мощности. Расчет режима системы электроснабжения.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 19.06.2012

  • Электроснабжение на предприятии

    Расчет электрических нагрузок отделений и цеха промышленного предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор элементов внешнего электроснабжения промышленного предприятия. Расчет токов короткого замыкания в сетях СЭС ПП.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.10.2008

  • Система электроснабжения электромеханического завода

    Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.

    курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013

  • Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

    Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016

  • Расчет системы электроснабжения

    Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.

    курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011

  • Электроснабжение электровозоремонтного завода

    Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху и предприятию в целом. Выбор числа, мощности и типа трансформатора цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Выбор величины напряжения и схемы внутреннего электроснабжения предприятия.

    дипломная работа [746,7 K], добавлен 06.04.2014

  • Электроснабжение завода высоковольтной аппаратуры

    Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015

  • Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината

    Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.

    дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010

  • Электроснабжение деревни Анисовка

    Определение электрических нагрузок линий напряжения 0,38 кВ, расчет трансформаторных подстанций полных мощностей, токов и коэффициентов мощности; токов короткого замыкания. Выбор потребительских трансформаторов. Электрический расчет воздушных линий 10 кВ.

    курсовая работа [207,7 K], добавлен 08.06.2010

  • Проект электроснабжения цеха

    Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.

    курсовая работа [704,4 K], добавлен 08.06.2015

  • Расчёт электрических нагрузок завода

    Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.

    дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015

  • Проектирование систем электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта

    Расчет электрических нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций. Разработка системы внутризаводского электроснабжения. Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей. Выбор измерительных трансформаторов.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 29.09.2009

  • Электроснабжение машиностроительного предприятия. Реконструкция распредустройства

    Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок. Выбор питающих напряжений, мощности и числа цеховых трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет аппаратов.

    курсовая работа [498,7 K], добавлен 30.12.2005

  • Электроснабжение металлургического завода

    Категории надёжности электроснабжения предприятия, расчет нагрузок цеха. Выбор напряжения и схемы. Выбор мощности трансформаторов, высоковольтного оборудования. Расчёт токов короткого замыкания, линий электропередачи. Расчёт стоимости электроэнергии.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 06.02.2010

  • Проектирование электроснабжения нефтяного месторождения

    Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.

    дипломная работа [458,3 K], добавлен 20.02.2015

  • Электроснабжение завода торгового оборудования

    Определение расчетных электрических нагрузок деревообрабатывающего цеха. Определение числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Выбор схемы внутреннего электроснабжения завода. Расчет токов короткого замыкания. Питание цепей подстанции.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 31.05.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены