Электроснабжение завода ЖБКИ г. Иланский
Изложение процесса проектирования системы электроснабжения завода с выбором новейшего современного оборудования. Расчёт технико-экономических показателей проекта. Обзор мероприятий по обеспечению безопасности для работающего электротехнического персонала.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.07.2014 |
| Размер файла | 4,7 M |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Электроснабжение завода ЖБКИ г. Иланский
Студентка
Рыжкова Валентина Александровна,
гр. ЭМ07-04,
направление (специальность)
"Электроснабжение"
Содержание
- Реферат
- Введение
- 1. Технологический процесс
- 1.1 Основы организации технологического процесса
- 1.2 Приготовление бетонных смесей
- 1.3 Армирование железобетонных изделий и конструкций
- 1.4 Формирование бетонных и железобетонных изделий
- 1.5 Эксплуатация форм
- 1.6 Формирование и уплотнение бетонных смесей
- 1.7 Укладка и распределение бетонной смеси
- 1.8 Тепловая обработка бетона
- 2. Расчет электрических нагрузок по заводу
- 2.1 Определение расчетных электрических нагрузок
- 3. Определение центра электрических нагрузок завода
- 4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
- 5. Определение рационального напряжения внешнего электроснабжения завода
- 6. Сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения
- 6.1 Технико-экономический расчет первого варианта схемы электроснабжения. Питание от шин энергосистемы 35 кВ
- 6.1.1 Выбор сечения кабельной линии
- 6.1.2 Капитальные вложения на осуществление схемы электроснабжения (1-й вариант
- 6.1.3 Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание
- 6.1.4 Передача электроэнергии по одноставочному тарифу
- 6.1.5 Генерация электроэнергии по одноставочному тарифу
- 6.2 Технико-экономический расчет второго варианта схемы электроснабжения. Питание от шин энергосистемы 110 кВ
- 6.2.1 Выбор сечения воздушной линии
- 6.2.2 Капитальные вложения на осуществление схемы электроснабжения
- 6.2.3 Ежегодные издержки на амортизацию, и обслуживание
- 6.2.4 Передача электроэнергии по одноставочному тарифу
- 6.2.5 Генерация электроэнергии по одноставочному тариф
- 7. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации
- реактивной мощности
- 7.1 Выбор оптимального числа цеховых трансформаторов
- 7.2 Выбор мощности конденсаторных батарей для снижения потерь
- мощности в трансформатроах
- 8. Выбор высоковольтных батарей
- 9. Выбор кабельных линий
- 10. Расчет токов короткого замыкания
- 11. Выбор оборудования
- 11.1 Выбор выключателей и разъединителей
- 11.2 Выбор измерительных трансформаторов тока
- 11.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения
- 11.4 Выбор шин
- 11.5 Выбор автоматических выключателей
- 11.6 Выбор предохранителей
- 11.7 Выбор изоляторов
- 11.8 Защита от перенапряжений
- 11.9 Выбор трансформаторов собственных нужд
- 12. Релейная защита трансформатора ТДН-10000/35
- 12.1 Выбор трансформаторов тока
- 12.1.1 Выбор трансформаторов тока для ДЗ
- 12.1.2 Выбор трансформаторов тока для резервных защит
- 12.2 Выбор трансформаторов напряжения
- 12.3 Расчёт релейной защиты трансформатора ТДН10000/35
- 12.3.1 Расчёт основной продольной дифференциальной защиты трансформатора ТДН-10000/35
- 12.4 Защита от повреждений и снижения уровня масла внутри бака транс-
- форматора
- 12.5 Защита трансформатора от сверхтоков внешних КЗ
- 12.5.1 Расчёт основной защиты от однофазных замыканий на землю состороны ВН
- 12.6 Защита трансформатора от технологической перегрузки
- 12.6.1 Защита трансформатора от технологической перегрузки на стороне ВН
- 12.6.2 Защита трансформатора от технологической перегрузки на стороне НН
- 13. Молниезащита ГПП
- 14. Заземление подстанции
- 15. Экономическая часть
- 15.1 Смета капитальных затрат (сметно-финансовый расчет).
- 15.2 Издержки по эксплуатации общезаводской части электрохозяйства.81
- 15.2.1 Определение основной и дополнительной (с начислениями на
- социальные нужды) заработной платы
- 15.3 Затраты на ремонт
- 15.4 Амортизационные отчисления
- 15.5 Прочие расходы
- 15.6 Калькуляция себестоимости электроэнергии на заводе ЖБКИ г. Иланский
- 15.6.1 Калькуляция себестоимости по одноставочному тарифу
- 15.6.2 Калькуляция себестоимости по двухставочному тарифу
- 15.6.3 Калькуляция себестоимости по дифференцированному тарифу
- 15.7 Мероприятия по экономии электроэнергии
- 15.7.1 Увеличение массы садки печей
- 15.7.2 Замена компрессоров старой конструкции на новые с более высоким КПД
- 15.7.3 Замена ручной дуговой сварки на контактную шовную
- 15.8 Организационная структура управления энергохозяйством
- 15.9 Технико-экономические показатели системы электроснабжения
- 16. Тепловизоры в энергетике и электротехнике
- 16.1 История промышленного тепловидения
- 16.2 Особенности современных тепловизоров
- 16.3 Спектр применений тепловизоров
- 16.4 Совремменное устройство для тепловизионного контроля FLIR b60
- 16.4.1 Функциональные возможности тепловизора Flir b60
- 16.4.2 Преимущества термографии
- 16.4.3 Превосходная функциональность и невысокая цена тепловизоров
- 17. Безопасность и экологичность проекта (работы
- 17.1 Идентификация и анализ опасных и вредных факторов, условий и причин их проявления в электроустановках
- 17.2 Защитные меры и средства, обеспечивающие нормативную надежность и безопасность устройства, эксплуатации и обслуживания электроустановок
- 17.3 Защитные меры и средства, обеспечивающие недоступность токоведущих частей под напряжением
- 17.4 Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие нормативную безопасность при обслуживании, ремонтах, осмотрах электроустановок
- 17.5 Способы и средства повышения надежности,
- безопасности и эффективности производственной деятельности персонала
- 17.6 Организация и оборудование рабочих (служебных) помещений (мест) персонала
- 17.7 Защита персонала от переохлаждения и перегрева при работе на открытом воздухе
- 17.8 Безопасность работ в условиях выделения или применения
- опасных и вредных веществ
- 17.9 Производственное освещение
- 17.9.1 Расчет наружного освещения ОРУ 35кВ
- 17.10 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией
- 17.11 Пожарная безопасность
- 17.12 Защитные меры и средства от поражения шаговым напряжением
- 17.13 Обоснование и расчет мер защиты от поражения шаговым напряжением на открытых электроустановках
- 17.14 Предотвращение аварийных ситуаций в системе электроснабжения завода
- 17.15 Экологическая часть дипломного проекта
- Список использованных источников
- Реферат
- Дипломный проект по теме «Электроснабжение завода ЖБКИ г.Иланский».
- Объект электроснабжения - завод ЖБКИ г.Иланский.
- Цели проектирования:
- - выбор наилучшего варианта схемы внешнего электроснабжения;
- - определение месторасположения ГПП;
- - минимизация потерь электроэнергии;
- - обеспечению надежности электроснабжения;
- - организация электроснабжения завода с минимальными затратами;
- - обеспечение высокого качества электроэнергии;
- - максимальное приближение источников питания к центрам нагрузки;
- - обеспечение безопасности и удобства эксплуатации производственного и силового оборудования.
- В результате проектирования системы электроснабжения завода было выбрано новейшее оборудование, рассчитаны технико-экономические показатели проекта и обеспечена безопасность для работающего электротехнического персонала.
- Введение
- Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников 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 приемники электроэнергии.
- Многообразие условий, которые необходимо учитывать при проектировании электроснабжения объектов различных отраслей промышленности, не позволяет в ряде случаев дать однозначные рекомендации по некоторым вопросам. Они должны решаться путем тщательного анализа специфических требований, предъявляемых к электроснабжению производством или отраслью промышленности.
- Важнейшей задачей электроэнергетики является оптимизация систем промышленного электроснабжения. Оптимизация производственных систем промышленного электроснабжения должна дать дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов. Системный подход при решении оптимизационных задач предполагает управление качеством электроэнергии, уменьшением её потерь, а так же повышение качества выпускаемой продукции.
- Оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может и должна дать стране дополнительные средства за счет сокращения непроизводительных расходов.
- электроснабжение завод электротехнический оборудование
- 1. Технологический процесс
- 1.1 Основы организации технологического процесса
- В состав предприятия железобетонных конструкций и изделий (ЖБКИ) входят следующие цеха, здания и службы: склады вяжущих, заполнителей и арматурной стали, бетоносмесительный цех, арматурный цех со складом арматурных изделий, цех формирования, ускорения твердения бетона, отделки и комплектации изделий, склад готовой продукции; межцеховой и внутренний транспорт; водопроводно-канализационное, тепло- и энерго-силовое хозяйство, диспетчеризация и средства связи.
- Формировочные технологические линии с отделением ускорением твердения бетона, а также линии заготовки арматуры и арматурных каркасов размещены в отдельных зданиях - главных производственных корпусах ДСК и КЖБИ.
- Склады вяжущих веществ, заполнителей и бетонный узел, а также склады арматуры и готовых изделий размещены с учетом взаимосвязи выполняемых процессов. Вспомогательные здания и сооружения размещены отдельно.
- Технологический процесс при изготовлении изделий в перемещаемых формах организован по агрегатно-поточному способу. Посты стационарны и специализированы для выполнения одной или нескольких взаимосвязанных операций, образующих элементарный процесс; оборудование и рабочие за-креплены за отдельными постами.
- Изделия формируют на виброплощадке или на специально оборудованных установках - агрегатах, состоящих из формировочной машины, бетоноукладчика и машины для укладки на формировочный пост. Формы с изделиями, перемещаясь по потоку, могут останавливаться не на всех рабочих постах, а только на тех, которые нужны для изготовлений изделия данного типа. При этом время остановки на каждом посту может быть различным. Оно зависит от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции.
- В состав данной технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком, установка для заготовки электрического нагрева или механического натяжения арматуры, формоукладчик, камеры твердения, участок остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля; пост чистки и смазки форм; площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования резервных форм их, оснастки и текущего ремонта, а так же стенд для испытания готовых изделий.
- Технологический процесс состоит в основном из отдельных операций, выполняемых на отдельных рабочих постах: осмотр изделия, сборка формы; очистка и смазка формы, укладка арматурного каркаса или напряженное армирование; укладка, распределение и уплотнение бетонной смеси на формовочном посту; тепловая обработка и выгрузка изделий из камер.
- Часть операций технологического процесса обычно выполняется одновременно с другими, например, освобождение изделий из форм, их осмотр и подготовка форм совмещаются во времени с формированием изделий.
- 1.2 Приготовление бетонных смесей
- Бетонные смеси на предприятии получают в бетоносмесительных цехах. Цемент поступает на склад с помощью трансформаторных средств- вагонов- цементовозов. Железнодорожные цементовозы бывают бункерного типа и в виде цистерн грузоподъемностью 60т. Из цементовозов бункерного типа цемент самотеком через люки выгружают в приемные устройства складов. Разгрузку цементовозов- цистерн производят с помощью сжатого воздуха. Заполнители бетона хранят в складах открытого, закрытого и комбинированного типа. Доставка заполнителей в склад осуществляется железно-дорожным транспортом.
- 1.3 Армирование железобетонных изделий и конструкций
- Бетон, как и другие каменные материалы, слабо сопротивляется изгибу и растяжению, однако в сочетании с арматурой его механические свойства значительно улучшаются. Улучшению механических свойств бетона способствует хорошее его сцепление с арматурой, обеспечивающее рациональное распределение нагрузки между этими материалами. Важным для совместной работы является и то, что температурное расширение стали и бетона, близкое по значению, сводит к минимуму, внутреннее напряжение в зоне контакта при изменении температуры, и кроме того, бетон надежно защищает арматуру от коррозии. Для повышения сцепления применяют арматуру периодического профиля, а также сварные сетки и каркасы.
- Механическая обработка стали для арматурных изделий включает правку, отмеривание и резку стали, гнутье стержней и сеток и изготовление монтажных петель.
- Сварку арматуры, арматурных изделий и закладных деталей выполняют на специализированных сварочных установках.
- При мелкосерийном производстве, узкие и малогабаритные сетки, плоские каркасы широкой номенклатуры, а также закладные детали изготавливают на одноточечных машинах общего назначения. При изготовлении пространственных каркасов применяют контактные подвесные машины.
- 1.4 Формирование бетонных и железобетонных изделий
- Процесс формирования изделий состоит из следующих операций: сборки, очистки и смазки форм и бортовой оснастки, установки и фиксации арматурного каркаса в форме, натяжения арматуры на упоры формы при изготовлении предварительно натяжных железобетонных конструкций, укладки, а также отделки открытой поверхности изделия, и, наконец, извлечения готового изделия из формы после тепловой обработки( с передачей усилий натяжения арматуры на отвердевший бетон).
- Готовое после формирования изделие должно иметь заданные геометрическую и размеры с однородным по сечению строением бетона, с указанным в проекте расположением арматуры и закладных деталей.
- 1.5 Эксплуатация форм
- На предприятии применяются металлические формы с поддонами и бортами.
- Содержать формы и формировочное оборудование в чистоте необходимо не только для продления срока их эксплуатации, но и для обеспечения высокого качества их изготовления, формы чистят и смазывают.
- На качество железобетонных изделий влияет сцепление бетона с поверхностью форм. Один из способов уменьшения сцепления-использование смазок. Правильно выбранная и хорошо нанесенная смазка облегчает расформирование изделия и способствует получению его ровной и гладкой поверхности.
- 1.6 Формирование и уплотнение бетонных смесей
- Бетонная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой с высокой пористостью и большим объемом вовлеченного воздуха. Необходимое условие получения однородного по плотности и прочности бетона-уплотнение бетонной смеси на стадии формирования изделий.
- Виброформирование сводится к разрушению сложившейся первоначальной структуре бетонной смеси и переводу ее в состояние пластично-вязкого течения, при котором смесь подчиняется действию силы тяжести, свободно растекается, хорошо заполняет устойчивую, более плотную структуру. При этом зерна заполнителя размешиваются более компактно, в результате достигается плотное заполнение межзернового пространства цементным тестом и раствором с одновременным вытеснением пузырьков воздуха, отделением части воды на поверхности уплотненной смеси.
- 1.7 Укладка и распределение бетонной смеси
- Укладка и равномерное распределение бетонной смеси внутри форм-важная и трудоемкая технологическая операция, поэтому в заводских условиях ее осуществляют бункерами и бетоноукладчиками.
- 1.8 Тепловая обработка бетона
- Для ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии сборного железобетона, является тепловая обработка.
- Для пропаривания железобетонных изделий применяют камеры периодического действия. Тепловая обработка периодически осуществляется циклически с перерывами для загрузки и выгрузки изделий в камерах.
2. Расчет электрических нагрузок по заводу
Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.
Расчет ведется по установленной мощности и коэффициенту спроса.
Для определения расчетных нагрузок по данному методу необходимо знать установленную мощность РНОМ группы электроприёмников и коэффициенты мощности cos ц и спроса КС данной группы, определяемые по справочным материалам. На заданном предприятии оборудование питается от двух классов напряжения. Силовая нагрузка обоих классов определяется аналогично, а на напряжении 0,4 кВ необходимо также рассчитать осветительную нагрузку.
Расчетная силовая нагрузка определяется по формуле:
, (1)
. (2)
Расчетная осветительная нагрузка равна:
, (3)
где КС.О - коэффициент спроса для осветительной нагрузки;
РН.О - установленная мощность осветительной нагрузки, кВт.
, (4)
где РУД.О - удельная осветительная нагрузка, отнесенная к площади пола цеха, кВт/м2;
F - площадь пола цеха, м2.
Таким образом, полная нагрузка цеха равна:
. (5)
Расчеты проводятся по каждому из цехов предприятия, указанных в задании, результаты расчетов приведены в таблице 1.
Для уличного освещения территории устанавливаем осветительные установки с лампами ДРЛ типа РСУ08-250-001.
Расчёт нагрузок остальных цехов проводим аналогично примеру для ремонтного цеха. Результаты расчетов приведены в таблице 1.
Суммарная установленная мощность силового оборудования по цехам приводится в исходных данных. Коэффициенты cos, Кс, Ксо выбираются по справочным таблицам в зависимости от технологического процесса, режима работы цехов, плотности осветительной нагрузки. Освещение цехов и территории завода рассчитываются по площади. Площадь определяется по генплану предприятия.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица 1.1 - Расчет электрических нагрузок предприятия
|
Наименование цеха |
Силовая нагрузка |
Осветительная нагрузка |
Полная нагрузка |
|||||||||||||||
|
Р ном, кВт |
Кс, о.е. |
Сosц, о.е. |
tgц, о.е. |
Рр, кВт |
Qp, кВар |
F, мм |
Руд.о, кВт |
Рном.о, кВт |
Кс.о, о.е. |
Рр.о кВт |
сosц.о, о.е. |
Qр.о, кВар |
Рр+Рр.о, кВт |
Qp+Qр.о, кВар |
Sp, кВА |
|||
|
Нагрузка 0,4 кВ. |
||||||||||||||||||
|
1 |
Административно-бытовой корпус |
100 |
0,35 |
0,9 |
0,48 |
35 |
16,95 |
4275 |
0,02 |
85,5 |
0,85 |
72,68 |
0,85 |
45,04 |
107,68 |
61,99 |
124,24 |
|
|
2 |
Блок цехов по производству ЖБИ |
2800 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
1400 |
1050,00 |
22075 |
0,016 |
353,2 |
0,95 |
335,54 |
0,85 |
207,95 |
1735,54 |
1257,95 |
2143,49 |
|
|
3 |
Склад готовой продукции |
500 |
0,3 |
0,8 |
0,75 |
150 |
112,5 |
22000 |
0,01 |
220,00 |
0,6 |
132,00 |
0,85 |
81,81 |
282,00 |
194,31 |
342,46 |
|
|
4 |
Цех по производству опор ЛЭП |
605 |
0,7 |
0,7 |
1,02 |
423,5 |
432,06 |
4875 |
0,016 |
78,00 |
0,95 |
74,10 |
0,85 |
45,92 |
497,60 |
477,98 |
689,98 |
|
|
5 |
Склад цемента |
340 |
0,8 |
0,8 |
0,75 |
272 |
204 |
225 |
0,01 |
2,25 |
0,6 |
1,35 |
0,85 |
0,84 |
273,35 |
204,84 |
341,58 |
|
|
6 |
Отделение добавок |
70 |
0,6 |
0,6 |
1,33 |
42 |
56 |
300 |
0,01 |
3,00 |
0,6 |
1,80 |
0,85 |
1,12 |
43,80 |
57,12 |
71,98 |
|
|
7 |
Насосная станция |
130 |
0,75 |
0,85 |
0,62 |
97,5 |
60,43 |
350 |
0,015 |
5,25 |
0,9 |
4,73 |
0,85 |
2,93 |
102,23 |
63,35 |
120,26 |
|
|
8 |
Склад ГСМ |
50 |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
37,5 |
28,12 |
345 |
0,01 |
3,45 |
0,6 |
2,07 |
0,85 |
1,28 |
39,57 |
29,41 |
49,30 |
|
|
9 |
Теплая стоянка на 20 автомобилей |
120 |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
90 |
67,50 |
2250 |
0,012 |
27,00 |
0,6 |
16,20 |
0,85 |
10,04 |
106,20 |
77,54 |
131,49 |
|
|
10 |
Теплая стоянка на 50 автомобилей |
210 |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
157,5 |
118,12 |
3000 |
0,012 |
36,00 |
0,6 |
21,60 |
0,85 |
13,39 |
179,10 |
131,51 |
222,20 |
|
|
11 |
Теплая стоянка на 50 автомобилей |
250 |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
187,5 |
140,63 |
3850 |
0,012 |
46,20 |
0,6 |
27,72 |
0,85 |
17,18 |
215,22 |
157,80 |
266,87 |
|
|
12 |
Профилакторий |
215 |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
161,25 |
120,93 |
2050 |
0,014 |
28,70 |
0,8 |
22,96 |
0,85 |
14,23 |
184,21 |
135,17 |
228,48 |
|
|
13 |
Административно-бытовой корпус |
80 |
0,35 |
0,9 |
0,48 |
28 |
13,561 |
1350 |
0,02 |
27,00 |
0,83 |
22,41 |
0,85 |
13,89 |
50,41 |
27,45 |
57,40 |
|
|
14 |
Ремонтно-механический цех |
1002,9 |
0,4 |
0,7 |
1,02 |
401,16 |
409,26 |
1750 |
0,013 |
22,75 |
0,95 |
21,61 |
0,85 |
13,39 |
422,77 |
422,66 |
597,81 |
|
|
15 |
Компрессорная |
1400 |
0,8 |
0,9 |
0,48 |
1120 |
542,44 |
550 |
0,013 |
7,15 |
0,8 |
5,72 |
0,85 |
3,54 |
1125,72 |
545,99 |
1251,14 |
|
|
16 |
Склад цемента |
480 |
0,8 |
0,65 |
1,17 |
384 |
448,95 |
414 |
0,01 |
4,14 |
0,6 |
2,48 |
0,85 |
1,54 |
386,48 |
450,49 |
593,55 |
|
|
17 |
Цех полимер-бетона |
550 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
385 |
288,75 |
1250 |
0,016 |
20,00 |
0,95 |
19,00 |
0,85 |
11,78 |
404,00 |
300,53 |
503,52 |
|
|
18 |
Материальный склад |
170 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
102 |
76,5 |
400 |
0,01 |
4,00 |
0,6 |
2,40 |
0,85 |
1,49 |
104,40 |
77,99 |
130,31 |
|
|
19 |
Склад керамзита |
300 |
0,8 |
0,8 |
0,75 |
240 |
180 |
700 |
0,01 |
7,00 |
0,6 |
4,20 |
0,85 |
2,60 |
244,20 |
182,60 |
304,92 |
|
|
Освещение территории |
396580 |
0,00016 |
63,45 |
1 |
63,45 |
0,85 |
39,32 |
63,45 |
39,32 |
74,65 |
||||||||
|
Итого по 0,4 кВ. |
9372,9 |
6713,91 |
4366,71 |
980,59 |
790,57 |
6504,48 |
4856,66 |
8171,00 |
Размещено на http://www.allbest.ru/
2.1 Определение расчетных электрических нагрузок
Из таблицы (1), полная расчетная мощность нагрузки:
кВА.
Так как цеховые трансформаторы и трансформаторы ГПП еще не найдены, то потери активной и реактивной мощности в них определим приближенно:
, (6)
, (7)
тогда для цеховых трансформаторов:
кВт,
кВар.
Мощность, которая выделяется энергосистемой предприятия:
кВар. (8)
Мощность компенсирующих устройств:
кВар. (9)
Расчетная реактивная нагрузка завода, отнесенная к шинам 6-10 кВ ГПП с учетом коэффициента разновременности максимума силовой нагрузки, будет равна:
кВар, (10)
где - коэффициент разновременности максимумов.
Нескомпенсированная мощность на шинах 6-10 кВ ГПП будет равна:
кВар. (11)
Потери активной мощности в батареях статических конденсаторов:
кВт, (12)
где - удельные потери в БСК, кВт/кВар.
Активная суммарная мощность завода, отнесенная к шинам 6-10 кВ ГПП с учетом разновременности максимумов силовой нагрузки:
кВт. (13) (13)
Общая активная мощность на шинах 6-10 кВ с учетом потерь в компенсирующих устройствах:
кВт. (14)
Полная мощность на шинах 6-10 кВ ГПП:
кВА. (15)
Потери мощности в трансформаторах ГПП определяем приближенно:
кВт, (16)
кВар. (17)
Полная расчетная мощность завода на стороне высшего напряжения ГПП:
кВА. (18)
3. Определение центра электрических нагрузок завода
Главная понизительная подстанция (ГПП) является одним из основных звеньев системы электроснабжения любого промышленного предприятия. Для определения местоположения ГПП при проектировании системы электроснабжения на генплан промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок. Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещенные по генплану окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.
Радиус окружности определяют по формуле, мм
, (19)
где - расчетная активная нагрузка i-го цеха, кВт;
- масштаб для определения площади круга, кВт/мм2.
Картограмма электрических нагрузок позволяет наглядно представить распределение нагрузок по территории завода.
Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга. Угол сектора определяется из соотношения активной суммарной нагрузки цеха и осветительной нагрузки по формуле
, (20)
где - осветительная нагрузка цеха, кВт.
Показатели и приведены по цехам в таблице 3.
При определении центра электрических нагрузок считается, что нагрузка распределена равномерно по площади цеха. Тогда центр нагрузок цеха будет совпадать с центром тяжести фигуры, изображающей цех в генплане. В этом случае центр нагрузок предприятия можно определить по формулам, м
, (21)
, (22)
где - координаты центра электрической нагрузки -го цеха.
Расчет центра нагрузок приводится в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Определение центра электрических нагрузок завода
|
№ цеха |
Р р+Р р.о, кВт |
Р р.о, кВт |
r, м |
б, град. |
x, м |
y, м |
(Р р+Р р.о)·x, м |
(Р р+Р р.о)·y, м |
|
|
1 |
107,68 |
72,68 |
5,85 |
242,98 |
255 |
147,5 |
27457,13 |
15882,06 |
|
|
2 |
1735,54 |
335,54 |
23,50 |
69,60 |
228,5 |
244,8 |
396570,89 |
424860,19 |
|
|
3 |
282,00 |
132,00 |
9,47 |
168,51 |
252 |
368,8 |
71064,00 |
104001,60 |
|
|
4 |
497,60 |
74,10 |
12,59 |
53,61 |
40 |
285 |
19904,00 |
141816,00 |
|
|
5 |
273,35 |
1,35 |
9,33 |
1,78 |
128 |
261 |
34988,80 |
71344,35 |
|
|
6 |
43,80 |
1,80 |
3,73 |
14,79 |
128 |
220 |
5606,40 |
9636,00 |
|
|
7 |
102,23 |
4,73 |
5,70 |
16,64 |
103 |
9,8 |
10529,18 |
1001,81 |
|
|
8 |
39,57 |
2,07 |
3,55 |
18,83 |
786 |
460 |
31102,02 |
18202,20 |
|
|
9 |
106,20 |
16,20 |
5,81 |
54,92 |
625 |
297,5 |
66375,00 |
31594,50 |
|
|
10 |
179,10 |
21,60 |
7,55 |
43,42 |
628 |
385 |
112474,80 |
68953,50 |
|
|
11 |
215,22 |
27,72 |
8,28 |
46,37 |
620 |
474,5 |
133436,40 |
102121,89 |
|
|
12 |
184,21 |
22,96 |
7,66 |
44,87 |
707,5 |
385 |
130328,58 |
70920,85 |
|
|
13 |
50,41 |
22,41 |
4,01 |
160,04 |
746 |
399 |
37605,86 |
20113,59 |
|
|
14 |
422,77 |
21,61 |
11,60 |
18,40 |
644,5 |
187,3 |
272476,88 |
79185,29 |
|
|
15 |
1125,72 |
5,72 |
18,93 |
1,83 |
484 |
285 |
544848,48 |
320830,20 |
|
|
16 |
386,48 |
2,48 |
11,09 |
2,31 |
537 |
276,5 |
207541,91 |
106862,83 |
|
|
17 |
404,00 |
19,00 |
11,34 |
16,93 |
517,5 |
195 |
209070,00 |
78780,00 |
|
|
18 |
104,40 |
2,40 |
5,76 |
8,28 |
417,5 |
248,25 |
43587,00 |
25917,30 |
|
|
19 |
244,20 |
4,20 |
8,82 |
6,19 |
415 |
205 |
101343,00 |
50061,00 |
|
|
Освещение территории |
63,45 |
63,45 |
395 |
251 |
25063,86 |
15926,65 |
|||
|
Итого по 0,4 |
6567,9293 |
2481374,165 |
1758011,808 |
Координаты центра электрических нагрузок, м
, (23)
. (24)
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняются двухтрансформаторными. Одно или трех трансформаторные подстанции используются гораздо реже и требуют более серьезного технико-экономического обоснования.
Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы с учетом режима энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварийном режиме, при отключении одного трансформатора, для надежного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.
Если на ГПП устанавливаются два трансформатора, то номинальная мощность каждого из них определяется по условию:
кВА, (25)
где КЗ - коэффициент загрузки трансформатора.
Согласно (каталожным данным на 2012г.), выбираем два одинаковых трансформатора ТДН 10000/110 или ТДН10000/35.
Проверяем коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:
о.е., (26)
о.е. (27)
Получилось, что трансформаторы недогружены, но установка менее мощных трансформаторов невозможна из-за их перегрузки на 15 % в нормальном режиме, что недопустимо.
Мощность трансформаторов подобрана с учетом возможного введения новых мощностей в ближайшем будущем.
Таблица 4.1 - Каталожные данные трансформатора
|
Тип |
UВ,кВ |
UН,кВ |
PХХ,кВт |
РКЗ, кВт |
Uк,% |
Iхх,% |
|
|
ТДН-10000/110 |
115 |
10 |
32 |
105 |
10,5 |
1,05 |
|
|
ТДН-10000/35 |
37,5 |
10 |
18 |
75 |
16,5 |
2,1 |
5. Определение рационального напряжения внешнего электроснабжения завода
Критерием выбора оптимального напряжения, как и других параметров систем электроснабжения, является:
, р./год. (28)
В качестве начального шага к выбору оптимального напряжения внешнего электроснабжения (кВ) можно применить формулу Стилла:
, (29)
где l - расстояние до центра питания, км;
Р - расчетная мощность, МВт.
кВ.
Определив , следует рассчитать приведенные затраты на электрические сети и подстанции при стандартных напряжениях в области и выбрать , при котором .
6. Сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения
Наиболее выгодный вариант схемы электроснабжения промышленного предприятия выбирают по условию минимальных приведенных затрат, рассчитанных по формуле, тыс.руб.
, (30)
где pн - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,125 1/год;
К?, И? - соответственно капитальные затраты и ежегодные расходы в рассматриваемых вариантах схем электроснабжения промышленных предприятий.
Капитальные затраты для рассматриваемых вариантов схем внешнего электроснабжения определяются по формуле, тыс.руб.
, (31)
где - капиталовложения на сооружение воздушной линии, складываются из капиталовложений в линию и в системные выключатели Q1, тыс.руб.;
КГПП - капиталовложения в ГПП, складываются из капиталовложений в трансформаторы, разъединители в неавтоматической перемычке и выключатели Q2, тыс. руб.
Капитальные затраты в линии электропередач, тыс.руб.
, (32)
, (33)
где - стоимость 1 км воздушной линии, тыс.руб/км, [3];
l - длина воздушной линии, км.
, (34)
где - стоимость одного выключателя, тыс.руб.;
- количество выключателей.
Капитальные затраты в ГПП, тыс.руб.
, (35)
, (36)
где К0 - стоимость одного трансформатора [3], тыс.руб.;
nтр - число трансформаторов ГПП.
Суммарные ежегодные издержки в сравниваемых вариантах схем внешнего электроснабжения, тыс.руб/год
, (37)
где - суммарные издержки на амортизационные отчисления, тыс.руб/год;
- суммарные издержки на обслуживание объекта, тыс.руб/год;
- суммарные издержки на потери электроэнергии, тыс.руб/год.
В зависимости от установленной мощности приемников электроэнергии различают объекты большой, средней и малой мощности. Рассматриваемое предприятие относится к объектам средней мощности, для которых, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приёмным пунктом электроэнергии (ГПП).
Согласно заданию питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы с трансформаторами 110/35/10 кВ. Для технико-экономического сравнения выбираем два варианта электроснабжения: от шин трансформатора энергосистемы воздушной линией 35 кВ (1-й вариант) и воздушной линией 110 кВ от шин энергосистемы (2-ой вариант). Схемы электроснабжения согласно вариантам представлены на рисунке 6.
Итогом технико-экономического сравнения двух вариантов электроснабжения является сравнение приведенных затрат двух вариантов.
а) Подстанция 35 кВ б) Подстанция 110 кВ
Рисунок 6.1 - Варианты схем электроснабжения.
6.1 Технико-экономический расчет первого варианта схемы электроснабжения. Питание от шин энергосистемы 35 кВ
6.1.1 Выбор сечения кабельной линии
Для обеспечения бесперебойности питания прокладываем в траншее четыре параллельных кабельных линий по две на каждую секцию шин.
Определяем расчетные токи в нормальном Iрасч и аварийном Iмах.р. режимах:
А, (38)
А. (39)
По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл. Допустимый ток кабельной линии определяется из соотношения:
А. (40)
Соответствующее этому току нестандартное сечение определяется по формуле:
мм2, (41)
где - экономическая плотность тока, А/ мм2.
Выбираем провод АС - 70, , для линии 35 кВ сечение проводов 70 мм2 является минимально - допустимым по условию короны.
6.1.2 Капитальные вложения на осуществление схемы электроснабжения (1-й вариант)
Капитальные затраты на ЛЭП:
, (42)
где Кв - стоимость элегазовых выключателей на линии 35 кВ, руб.
Согласно каталожным данным на 2012г., стоимость выключателей ВГБ-35-630/1000У1 равна 937103,8 руб., стоимость разъединителей РДЗ-35/1000УХЛ1 равна 88000 руб. Тогда стоимость двух выключателей с разъединителями:
руб. (43)
Стоимость линии высокого напряжения:
руб. (44)
Суммарные затраты на ЛЭП:
руб.
Стоимость двух трансформаторов ТДН 10000/35 (каталожные данные на 2012г.)
руб. (45)
Суммарные затраты на ГПП:
руб. (46)
Суммарные затраты по первому варианту
тыс. руб. (47)
6.1.3 Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание
руб. (48)
руб. (49)
Потери электроэнергии в линии и трансформаторах соответственно равны:
=364484,8 кВт·ч/год, (50)
где - потери холостого хода трансформатора, кВт (См. 1, табл. 4,17);
- потери короткого замыкания трансформатора, кВт (См. 1, табл. 4,17).
ф- время максимума потерь, ч.
кВт·ч. (51)
6.1.4 Передача электроэнергии по одноставочному тарифу
Ставка по одноставочному тарифу с учетом НДС, для 35 кВ :
руб./МВт·ч. (52)
Сбытовая надбавка с учетом НДС:
руб./МВт·ч. (53)
Основная ставка по тарифу:
руб./МВт·ч. (54)
Плата за потребленную электроэнергию в линии, для 35 кВ:
руб. (55)
6.1.5 Генерация электроэнергии по одноставочному тарифу
Ставка по одноставочному тарифу с учетом НДС, для 35 кВ :
руб./МВт·ч. (56)
Основная ставка по тарифу:
руб./МВт·ч. (57)
Плата за потребленную электроэнергию в трансформаторе, для 35 кВ:
(58)
Таким образом, суммарные ежегодные издержки на потери электроэнергии будут равны:
руб./год. (59)
Приведенные затраты на 1 - ый вариант системы электроснабжения составляют:
руб./год. (60)
6.2 Технико-экономический расчет второго варианта схемы электроснабжения. Питание от шин энергосистемы 110 кВ
6.2.1 Выбор сечения воздушной линии
Сечение проводов воздушных линий определяется из условия: , определим расчетный ток по линии электропередач:
А, (61)
А (62)
По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл. Допустимый ток кабельной линии определяется из соотношения:
А. (63)
Соответствующее этому току нестандартное сечение определяется по формуле:
мм2, (64)
где - экономическая плотность тока, А/ мм2.
По (1, таблица 4,3) выбираем провод АС - 70, , для линии 110 кВ сечение проводов 70 мм2 является минимально - допустимым по условию короны.
6.2.2 Капитальные вложения на осуществление схемы электроснабжения (2-й вариант)
Капитальные затраты на ЛЭП:
, (65)
где Кв - стоимость элегазовых выключателей на линии 110 кВ, руб.
Согласно каталожным данным на 2012г ., стоимость выключателей ВЭБ-110-630/1000У1 равна 1237902 руб., стоимость разъединителей РДЗ-110/2000УХЛ1 равна 188000 руб. Тогда стоимость двух выключателей с разъединителями:
руб. (66)
Стоимость линии высокого напряжения:
руб. (67)
Суммарные затраты на ЛЭП:
руб. (68)
Стоимость двух трансформаторов ТДН 10000/110 (каталожные данные на 2012г.)
руб. (69)
Суммарные затраты на ГПП:
руб. (70)
Суммарные затраты по первому варианту:
руб. (71)
6.2.3 Ежегодные издержки на амортизацию, и обслуживание
руб., (72)
руб. (73)
Потери электроэнергии в линии и трансформаторах соответственно равны:
=455359,79 кВт·ч/год, (74)
где - потери холостого хода трансформатора, кВт (См. 1, табл. 4,17);
- потери короткого замыкания трансформатора, кВт (См. 1, табл. 4,17).
ф- время максимума потерь, ч.
кВт·ч. (75)
6.2.4 Передача электроэнергии по одноставочному тарифу
Ставка по одноставочному тарифу с учетом НДС, для 110кВ:
руб./МВт·ч. (76)
Сбытовая надбавка с учетом НДС:
руб./МВт·ч. (77)
Основная ставка по тарифу:
руб./МВт·ч. (78)
Плата за потребленную электроэнергию в линии, для 110 кВ:
руб. (79)
6.2.5 Генерация электроэнергии по одноставочному тарифу
Ставка по одноставочному тарифу с учетом НДС, для 110кВ:
руб./МВт·ч. (80)
Основная ставка по тарифу:
руб./МВт·ч. (81)
Плата за потребленную электроэнергию в трансформаторе, для 110 кВ:
руб. (82)
Таким образом, суммарные ежегодные издержки на потери электроэнергии будут равны:
руб./год. (83)
Приведенные затраты на 2- ой вариант системы электроснабжения составляют:
руб./год (84)
Таблица 6.1 - Сравнение вариантов внешнего электроснабжения предприятия
|
№ вар. |
КУ, тыс. р./год |
Ежегодные издержки, тыс. р./год |
ЗУ, тыс. р./год |
|||||
|
ПЭЛЭП |
ПЭТР |
ИУАМ |
ИУО |
ИПЭ |
||||
|
1 (35кВ) |
15524,36 |
188,59 |
703,83 |
992,7 |
465,1 |
2350,23 |
4213,16 |
|
|
2(110кВ) |
24733,82 |
15,57 |
820,58 |
1557,17 |
741,23 |
3134,56 |
6102,62 |
Вывод: из сравнения экономических показателей вариантов схем внешнего электроснабжения предприятия видно, первый вариант считается более экономичным, поэтому предпочтение отдаем варианту (35 кВ).
7. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности
При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяют в два этапа:
Суммарная расчетная мощность НБК составит:
, (85)
где и - суммарные мощности НБК, определенные на двух указанных этапах расчета.
7.1 Выбор оптимального числа цеховых трансформаторов
Минимальное число цеховых трансформаторов одинаковой мощности, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок, определяется по формуле:
, (86)
где - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора, о.е.
- добавка до ближайшего целого числа.
Экономически оптимальное число трансформаторов определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности и отличается от на величину m:
, (87)
где m - дополнительно установленные трансформаторы.
Таблица 7.1 - Данные для расчета количества трансформаторов в цехах.
|
Рапределение нагрузки по цехам |
|||||||||||
|
№ п/ст |
Место расп. |
Потребитель э/э |
Pр, кВт |
Qр, квар |
Кол Тр-ов. |
Sн, кВА |
Kз |
N min |
ДN |
Pсрт/КзSн |
|
|
ТП-1,2,3 |
Цех№2 |
Цех №1,2,3,5,6 |
2442,37 |
1776,2 |
6 |
630 |
0,7 |
6 |
0,46 |
5,54 |
|
|
ТП-4 |
Цех№4 |
Цех №4 |
497,6 |
477,98 |
2 |
400 |
0,7 |
2 |
0,22 |
1,78 |
|
|
ТП-5 |
Цех№7 |
Цех №7 |
102,23 |
63,35 |
2 |
100 |
0,7 |
2 |
0,54 |
1,46 |
|
|
ТП-6,7,8,9 |
Цех№9,12,15 |
Цех№8,9,10,11, 12,13,15,16 |
2286,91 |
1555,3 |
6 |
630 |
0,7 |
6 |
0,81 |
5,19 |
|
|
ТП-10,11,12 |
Цех№ 14,17 |
Цех №14,17,18, 19 |
1175,37 |
983,77 |
5 |
400 |
0,7 |
5 |
0,8 |
4,20 |
7.2 Выбор мощности конденсаторных батарей для снижения потерь мощности в трансформаторах
Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле:
. (88)
Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1 кВ составит:
. (89)
Дополнительная мощность НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле:
, (90)
где - расчетный коэффициент, зависящий от коэффициента удельных потерь .
Суммарная мощность НБК цеха составляет:
. (91)
Таблица 7.2 - Выбор мощности конденсаторных батарей
|
Выбор коменсирующих устройств |
||||||||
|
№ п/ст |
Qmaxт |
Qнк1 |
Qнк2 |
Qнк |
Qнк станд |
Кол |
Тип НБК |
|
|
ТП-1,2,3 |
1017,92 |
758,27 |
-872,08 |
-113,80 |
180 |
4 |
УМК 58-0,4-180-30УЗ |
|
|
ТП-4 |
256,89 |
221,09 |
-143,11 |
77,98 |
112,5 |
2 |
УМК 58-0,4-112,5-37,5УЗ |
|
|
ТП-5 |
95,66 |
-32,30 |
-4,34 |
-36,65 |
0 |
0 |
0 |
|
