Реконструкция подпиточного узла ТЭЦ Костаная
Ознакомление с процессом выбора внутреннего электроснабжения. Характеристика сечения проводников кабельной линии электропередачи. Определение требований к трансформаторам напряжения. Рассмотрение основ проектирования компенсации реактивной мощности.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.10.2015 |
Размер файла | 2,5 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/
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский социально технический университет имени академика З. Алдамжар
Дипломная работа
На тему: «Реконструкция подпиточного узла ТЭЦ Костаная»
По специальности 6D071800 - «Электроэнергетика»
Выполнил: А.В. Каверинский
Научный руководитель: С.С. Акишев
д.т.н., проф.
Костанай 2014
Введение
При проектировании электроснабжения подпиточного узла ТЭЦ должны быть решены следующие задачи: выбор наиболее рациональной, с точки зрения технико-экономических показателей, схемы питания; правильный технический и экономический обоснованный выбор мощности трансформаторов подстанций; выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов; выбор рационального напряжения, размеры капиталовложений, расход цветного металла, величину потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы; выбор электрических аппаратов в соответствии с требованиями технико-экономической целесообразности; выбор сечения проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов; выбор условий, отвечающих требованиям техники безопасности, защиты окружающей среды.
Система электроснабжения любого предприятия состоит из источников питания и линий электропередач, осуществляющих передачу электрической энергии к предприятию, понизительных, распределительных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабелей, а также токопроводов, обеспечивающих на требуемом напряжении подвод электрической энергии к ее потребителям.
Требования, предъявляемые к электроснабжению производственных предприятий, в основном зависят от потребляемой ими мощности и характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.
Практика эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий показывает, что наиболее надежными являются системы электроснабжения, содержащие минимальное количество коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей и т.п.), смонтированных с высоким качеством, при своевременности выполнения профилактических ремонтов и замены устаревшего оборудования.
Технико-экономические обоснования целесообразности строительства или реконструкции объектов являются результатом предпроектных исследований, проводимых технологами, экономистами и инженерами-проектировщиками различных специальностей на основе генеральной схемы развития и размещения предприятий данной отрасли промышленности.
При построении системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность и категории надежности питания отдельных элементов, графики нагрузок крупных потребителей, например характер нагрузок, например наличие ударных резкопеременных нагрузок; размещение электрических нагрузок на генеральном плане; число и мощность подстанций и других пунктов потребления электрической энергии; напряжение электропотребителей; число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемых источников питания; требования энергетической системы, учет совместного питания с другими потребителями; требования аварийного и послеаварийного режимов, степень загрязненности окружающей среды. электроснабжение кабельный трансформатор
Основными определяющими факторами являются характеристика источников питания, мощность и категория потребителей электрической энергии. Оба эти фактора тесно связаны. При построении системы электроснабжения нужно учитывать также требования ограничения токов короткого замыкания, а также условия выполнения простой и надежной релейной защиты, автоматики и телеуправления.
При строительстве электрических сетей необходимо стремиться к осуществлению надежных и простых схем электроснабжения. Источники питания промышленных нагрузок следует максимально возможно приближать к центрам потребления, сооружая подстанции при централизованном питании или электростанции при местном питании около центров нагрузок.
Во всех отраслях народного хозяйства широко внедряется новая техника, прогрессивная технология средств автоматизации, повышающие производительность труда и позволяющие обезопасить человека от вредных производственных факторов.
Автоматизация технологических процессов в топливно-энергетических предприятиях осуществляется путем внедрения систем контроля, регулирования и управления на базе комплекса технических средств общепромышленного и отраслевого назначения.
1. Краткая характеристика предприятия
Костанайская ТЭЦ расположенная по адресу ул. Чехова 107. Обеспечивает теплоснабжение центрального и юго-западного районов города и вырабатывает электроэнергию на тепловом потреблении.
Установленная электрическая мощность - 12 мвт.
Установленная тепловая мощность - 462,9Гкал/час
Присоединенная нагрузка - 353,8 Гкал/час
Загрузка производственных мощностей - 76,4%
Доля ТЭЦ в общем объеме производства тепловой энергии предприятием составляет 49%.
Вначале ТЭЦ представляла из себя небольшую станцию с преобладанием ручного труда, имела один котел марки Дюрр-Верне на 25 тонн пара в час и турбину СР-26,4 тыс.кВт, на этом оборудовании станция работала до 1951 года. В 1957 году сдали в эксплуатацию котел №3 системы "Ла-Монт", затем турбогенератор №2 и котел №4 типа ТП-35У. Мощность станции достигла 10 МВт.
В 1961 году производится замена устаревшего оборудования: котел №1 "Дюрр-Верне" на котел БМ-35, турбина № на противодавленческую Р-6-35/5. В 1961 году ТЭЦ входит в состав Кустанайского энергорайона, а затем в "Целинэнерго" и "Кустанайэнерго".
С 1964 года начинается реконструкция ТЭЦ, связанная с переводом котлов на сжигание мазута, одновременно производится замена ПК №2 на паровой котел БМ-35. В 1968 году завершена реконструкция турбины №2, в последствии станция расширилась паровым котлом №5 БКЗ-75, двумя водогрейными котлами ПТВМ-100 ст.№4,5, тремя ПТВМ-50 ст.№1,2,3, бойлерной на 60 Гкал/час. Существенную роль сыграло строительство газопровода с переводом паровых и водогрейных котлов на сжигание газа. В 1990 году ТЭЦ вошла в состав Кустанайских тепловых сетей на правах структурной единицы.
1.1 Структура ТЭЦ
котельный участок, куда входит паровая и водогрейная котельная, бойлерная, мазутное хозяйство, группа по ремонту оборудования;
турбинный участок, куда входят машинный зал , ХВО и ВПУ, группа ремонтов,
электротехнический участок по эксплуатации и ремонту генераторов высоковольтных и низковольтных устройств и всех электродвигателей.
участок КИПиА,
ремонтно-строительная группа.
2. Электроснабжение
Схема питания потребителей ТЭЦ отвечает требованиям по надежности электроснабжения для потребителей II категории. Достоинством схемы является её простота и удобство в эксплуатации. Но, в тоже время, существенным недостатком этой схемы является повышенная аварийность, в частности из-за наращивания мощности предприятия и введения в строй нового технологического оборудования. В свою очередь эти изменения приводят к возникновению коротких замыканий, провалам напряжения, пробою изоляции, механическим повреждениям. В результате происходят частые отключения электроустановок в результате аварий, много времени уходит на ремонт, что сказывается на качестве технологического процесса. Последняя модернизация ТЭЦ прошла в 2012 году, однако она охватила лишь реконструкцию паровго котла. Все остальное оборудование давно устарело морально и физически. Следовательно, можно сделать вывод о необходимости оптимизации системы предприятия с заменой недостаточно мощного, либо физически устаревшего оборудования на новое и более современное с технико-экономическим обоснованием принимаемых решений.
2.1 Расчет электрических нагрузок
2.1.1 Определение расчетных мощностей объектов
Зная установленную мощность каждого объекта предприятия, kc [1], сos и значение удельного освещения по объектам [2], с помощью генплана определяем площади объектов предприятия.
Определяем расчетную нагрузку силового оборудования:
, (1)
где Рр - активная расчетная нагрузка, кВт;
kc - коэффициент спроса;
Pуст - установленная мощность объекта, кВт;
Определяем реактивную расчетную нагрузку силового оборудования:
, (2)
где Qp - реактивная расчетная нагрузка, кВАр.
tg - соответствует характерному для данного объекта сos? [2].
Определяем расчетную активную нагрузку электроосвещения:
, (3)
где Ppo - расчетная активная мощность на освещение, кВт;
F - площадь объекта, м2;
Pуд - удельная нагрузка освещения, Вт/м2.
Определяем суммарные расчетные нагрузки:
, (4)
где Рр.сум - расчетная активная мощность, с учетом освещения, кВт.
Определяем полную расчетную мощность:
, (5)
где Sp - расчетная полная мощность, кВА.
Приведем пример расчета для объекта №1 (главный корпус котловая):
Рр = 0,8250 = 200 кВт.
Qp = 2001.52 = 303,7 кВАр.
Pp.o = 205400 = 108 кВт.
Qр.о = 1080,48 = 51,84 кВАр.
Рр.сум1 = 108 + 200 = 308 кВт.
Qр.сум1 = 51.84 + 303.7 = 355.54 кВт.
кВА.
Аналогично считаем расчетные нагрузки для всех оставшихся объектов и сводим данные в таблицу 1(.
Таблица 1 Расчет электрических нагрузок
№ п.о ГП |
Наименование |
Pу, кВт |
cosц |
tgц |
F, мІ |
Kc |
Pуд, Вт/мІ |
Pр.с., кВт |
Qр.с., кВАр |
Pр.о., кВт |
Qр.о., кВАр |
Pp, кВт |
Qр, кВАр |
Sp, кВА |
|
1 |
Котловая |
250 |
0,55 |
1,52 |
5400 |
0,8 |
20 |
200 |
303,70 |
108 |
51,84 |
308,00 |
355,54 |
470,39 |
|
2 |
Дымососная |
1050 |
0,6 |
1,33 |
2000 |
0,8 |
20 |
840 |
1120,00 |
40 |
19,20 |
880,00 |
1139,20 |
1439,51 |
|
3 |
Химводоочистная |
460 |
0,75 |
0,88 |
2800 |
0,75 |
20 |
345 |
304,26 |
56 |
26,88 |
401,00 |
331,14 |
520,05 |
|
4 |
Склад ХВО |
390 |
0,65 |
1,17 |
120 |
0,3 |
10 |
117 |
136,79 |
1,2 |
0,58 |
118,20 |
137,36 |
181,22 |
|
13 |
Солевое хозяйство |
120 |
0,35 |
2,68 |
800 |
0,35 |
20 |
42 |
112,41 |
16 |
7,68 |
58,00 |
120,09 |
133,36 |
|
7 |
Баки аккумуляторы |
- |
- |
- |
2000 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
20 |
Циркуляционная насосная |
100 |
0,8 |
0,75 |
1400 |
0,65 |
15 |
65 |
48,75 |
21 |
10,08 |
86,00 |
58,83 |
104,20 |
|
17 |
Очистные сооружения |
250 |
0,6 |
1,33 |
600 |
0,5 |
20 |
125 |
166,67 |
12 |
5,76 |
137,00 |
172,43 |
220,23 |
|
19 |
Административный копус |
120 |
0,85 |
0,62 |
2800 |
0,4 |
30 |
48 |
29,75 |
84 |
40,32 |
132,00 |
70,07 |
149,44 |
|
13 |
Слесарный цех |
420 |
0,85 |
0,62 |
700 |
0,6 |
30 |
252 |
156,18 |
21 |
10,08 |
273,00 |
166,26 |
319,64 |
|
10 |
Токарная с проходной |
45 |
0,65 |
1,17 |
400 |
0,35 |
10 |
15,75 |
18,41 |
4 |
1,92 |
19,75 |
20,33 |
28,35 |
|
18 |
Газораспределительный узел |
- |
- |
- |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
29 |
КПП |
26 |
0,85 |
0,62 |
50988 |
1 |
0,5 |
- |
- |
25,494 |
15,80 |
25,49 |
15,80 |
29,99 |
Расчет нагрузок 10 кВ осущствляем аналогичным образом и заносим в табл. 2
Таблица 2 Расчет нагрузок потребителей 10 кВ
№ п.о ГП |
Наименование |
Pу, кВт |
cosц |
tgц |
Kc |
Pp, кВт |
Qр, кВАр |
Sp, кВА |
|
1 |
Котловая 10 кВ |
1950,00 |
0,55 |
1,52 |
0,80 |
1560,00 |
2368,83 |
2836,36 |
|
2 |
Дымососная 10 кВ |
1500,00 |
0,60 |
1,33 |
0,80 |
1200,00 |
1600,00 |
2000,00 |
|
8 |
Химводоочистка |
1250,00 |
0,70 |
1,02 |
0,35 |
437,50 |
446,34 |
625,00 |
2.1.2 Определение центров активной и реактивной мощности
Для расчета центров нагрузки произведем аналогию между массами и электрическими нагрузками. Координаты центров активной и реактивной электрической нагрузки можно определить с помощью ниже изложенных формул [3]. Для этого наносим на генеральный план оси и для каждого объекта определяем координаты Х и Y.
Определяем координаты центра активной мощности по формулам:
, (6)
Определяем координаты центра реактивной мощности по формулам:
, , (7)
где Pi - расчетная активная нагрузка с учетом освещения;
Qi - расчетная реактивная нагрузка;
Xi, Yi - расстояние от осей до потребителей.
Определяем координаты центра активной и реактивной мощности, по формуле (6), (7) используя таблицу 1:
,
,
С помощью полученных точек выбираем место расположения. Результаты расчетов вносим в таблицу 3.
Таблица 3 Определение центров активных и реактивных нагрузок
Наименование |
Pp, кВт |
Qр, кВАр |
xi, см |
yi, см |
PiXi, кВт*см |
QiXi, кВАр*см |
PiYi, кВт*см |
QiYi, кВАр*см |
|
Котловая |
308 |
355,54 |
3,5 |
8 |
1078 |
1244,39 |
2464 |
2844,32 |
|
Дымососная |
880 |
1139,2 |
2 |
8,5 |
1760 |
2278,4 |
7480 |
9683,2 |
|
Химводоочистная |
401 |
331,14 |
7 |
8,5 |
2807 |
2317,98 |
3408,5 |
2814,69 |
|
Склад ХВО |
118 |
137,36 |
9 |
9 |
1062 |
1236,24 |
1062 |
1236,24 |
|
Ссолевое хозяйство |
58 |
120,09 |
12 |
4 |
696 |
1441,08 |
232 |
480,36 |
|
Циркуляционная насосная |
86 |
58,83 |
8 |
1 |
688 |
470,64 |
86 |
58,83 |
|
Очистные сооружения |
137 |
172,43 |
6 |
4,5 |
822 |
1034,58 |
616,5 |
775,935 |
|
Административный корпус |
132 |
70,07 |
4 |
4 |
528 |
280,28 |
528 |
280,28 |
|
Слесарный цех |
273 |
166,26 |
10 |
7 |
2730 |
1662,6 |
1911 |
1163,82 |
|
Токарная с проходной |
19,75 |
20,33 |
7 |
12 |
138,25 |
142,31 |
237 |
243,96 |
|
? |
2412,75 |
2571,25 |
12309,25 |
12108,5 |
18025 |
19581,635 |
2.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения
2.2.1 Обоснование принимаемых значений напряжения
Для получения экономичного варианта электроснабжения ТЭЦ в целом, напряжение каждого звена системы электроснабжения должно выбираться, прежде всего, с учетом напряжения потребителей электроэнергии. Для стороны низкого напряжения принимается напряжение 0,4 кВ, значение высокого напряжения принимаем равным 10 кВ.
В связи с тем, что ТЭЦ во время отопительного сезона не может быть остановлена, (т.к. треть населения города останется без тепла) все объекты необходимо отнести ко 2 категории потребителей. Питание предприятия осуществим от четырехтрансформаторной подстанции Заводская по двум независимым кабельным линиям, тем самым мы достигнем экономии средств на сооружение главного распределительного пункта, а также выполним все требования по питанию потребителей 2 категории.
2.2.2 Определение расчетных электрических нагрузок ТП
Для определения расчетных мощностей трансформаторных подстанций необходимо по схеме внутреннего электроснабжения предприятия просуммировать активные и реактивные мощности потребителей, приходящиеся на каждую трансформаторную подстанцию. При расчете мощности ТП необходимо учитывать коэффициент одновременности.
Приведем порядок расчета мощности трансформаторной подстанции [2]. Активная мощность трансформаторной подстанции с учетом коэффициента одновременности определяется по формуле, кВт:
, (8)
где К0 - коэффициент одновременности, 0,9 [6];
- суммарные активные расчетные мощности потребителей, питающихся от трансформаторной подстанции, кВт;
Аналогично рассчитывается реактивная мощность, кВАр:
, (9)
где - суммарные реактивные расчетные мощности потребителей, питающихся от трансформаторной подстанции, кВАр.
Полная расчетная мощность ТП определяется по формуле, кВА:
(10)
В качестве примера приведем расчет мощности подстанции ТП1
Определяем количество ТП
Т.к. меньше единицы, принимаем необходимое количество ТП равное единице. Остальной расчет осуществляем аналогично и заносим в таблицу 4
Таблица 4 Определение количества ТП
№ потребителя по ГП |
Наименование |
Sp, кВА |
Nтп1 |
Nтп2 |
Принятое количество ТП |
№ потребителей, запитаннных от ТП |
Sp ТП, кВА |
|
1 |
Котловая |
470,39 |
1,88 |
0,21 |
1 |
1,8,9 |
756,05 |
|
2 |
Дымососная |
1439,51 |
5,76 |
0,64 |
1 |
2 |
1439,51 |
|
3 |
Химводоочистная |
520,05 |
2,08 |
0,23 |
1 |
3,4,11 |
656,66 |
|
4 |
Склад ХВО |
181,22 |
0,72 |
0,08 |
0 |
- |
- |
|
13 |
Солевое хозяйство |
133,36 |
0,53 |
0,06 |
0 |
- |
- |
|
20 |
Циркуляционная насосная |
104,2 |
0,42 |
0,05 |
0 |
- |
- |
|
17 |
Очистные сооружения |
220,23 |
0,88 |
0,10 |
0 |
- |
- |
|
19 |
Административный корпус |
149,44 |
0,60 |
0,07 |
0 |
- |
- |
|
34 |
Слесарный цех |
319,64 |
1,28 |
0,14 |
1 |
5,7,10 |
557,20 |
|
10 |
Токарная с проходной |
28,35 |
0,11 |
0,01 |
0 |
- |
- |
Определяем активную расчетную мощность трансформаторной подстанции Т41 по выше приведенной формуле (8):
кВт.
Определяем реактивную расчетную мощность Т41 по формуле (9):
кВАр.
Рассчитаем полную расчетную мощность Т41 по формуле (10):
кВА.
Аналогичным способом определяем расчетные нагрузки остальных ТП. Результаты расчета сведем в таблицу 5.
Таблица 5 Определение расчетной мощности трансформаторов ТП
№ ТП |
№- потребителей, подключенных к ТП |
?Рр, кВт |
?Qр, кВАр |
Ko |
Ppтп, кВт |
Qртп, кВАр |
Sртп, кВА |
|
1 |
1,8,9 |
519,3 |
604 |
0,9 |
467,37 |
543,64 |
716,92 |
|
2 |
2 |
880 |
1139,2 |
0,9 |
792 |
1025,28 |
1295,56 |
|
3 |
3,4,11 |
538,75 |
277,69 |
0,9 |
484,875 |
249,92 |
545,49 |
|
10 |
5,7,10 |
468 |
345,18 |
0,9 |
421,2 |
310,66 |
523,37 |
2.2.3 Компенсация реактивной мощности
Большое колличество промышленных электроприемников в процессе работы потребляет из сети не только активную Р, но и реактивную мощность Q. Основными потребителями реактивной мощности являются: асинхронные двигатели (65-60% общего потребления реактивной мощности), трансформаторы (20-25%), реакторы, преобразователи и другие установки (около 10%).
Выполнение компенсации реактивной мощности позволяет существенно повысить КПД, разгрузить линии электропередач, а также улучшить качество отпускаемой потребителю электроэнергии.
Компенсацией реактивной мощности как всякое техническое мероприятие может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реактивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств применятся для снижения потерь электроэнергии в сети. Компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения.
Так как установка компенсирующих устройств не требует значительных затрат, выполнение мероприятий по компенсации реактивной мощности просто необходимо. Тем более, что затраты на передачу реактивной мощности значительно больше, чем затраты на установку компенсирующих устроств.
Чтобы ограничить перетоки реактивной мощности компенсирующие устройства должны размещаться как можно ближе к месту потребления РМ, при этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, этим достигается снижение потерь активной мощности и напряжения, а также появляется возможность снизить сечения линий.
Минимально допустимая величина средневзвешенного коэффициента мощности для промышленных предприятий на вводах, питающих предприятие, должна находиться в пределах 0,92ч0,97.
Для компенсации реактивной мощности, потребляемой электроустановками промышленного предприятия, могут быть применены синхронные компенсаторы, конденсаторы и использованы имеющиеся синхронные двигатели.
Конденсаторы - специальные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. Они по сравнению с другими источниками реактивной мощности обладают рядом преимуществ:
- малые потери активной мощности (0,0025 - 0,005 кВт/кВАр);
- простота эксплуатации (в виду отсутствия вращающихся частей);
- простота производства монтажных работ (малый вес, отсутствие фундамента);
- для установки конденсаторов может использоваться любое сухое помещение.
Для компенсации реактивной мощности на проектируемом предприятии применим конденсаторные установки, установленные в трансформаторных подстанциях на шинах низкого напряжения 0,38 кВ. Необходимую мощность конденсаторных установок определяем по следующему выражению, кВАр:
(11)
Полную расчетную мощность трансформаторных подстанций с учетом компенсации реактивной мощности определяем по следующей формуле, кВА:
, (12)
где , - расчетная активная и реактивная мощность трансформаторной подстанции с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки.
Коэффициент мощности ТП после компенсации реактивной мощности:
(13)
Мощность трансформаторов ТП с учетом компенсации реактивной мощности при условии перегрузки трансформаторов на 40% от номинального значения составит, кВА:
(14)
По приведенным формулам рассчитаем в качестве примера расчетную мощность трансформаторной подстанции ТП1 с учетом компенсации реактивной мощности.
Определим необходимую мощность конденсаторных установок (11):
кВАр.
Устанавливаем конденсаторные батареи УКБН-0,38-200 мощностью 2Ч200 кВАр. Полную расчетную мощность трансформаторных подстанций с учетом компенсации реактивной мощности определим по формуле (12):
кВА.
Проверим значение коэффициента мощности после компенсации реактивной мощности по формуле (13):
Аналогично приведенному примеру рассчитываем остальные ТП, и результаты расчета сводим в таблицу 6.
Таблица 6 Компенсация реактивной мощности
№ ТП |
№ электроприемников, запитанных от ТП |
Pp? , кВт |
Qp? , кВАр |
Kо |
Ppтп , кВт |
Qpтп , кВАр |
Принятая БК |
Spк , кВА |
cosцк |
Qку, кВАр |
Qбк, кВАр |
|
1 |
1,8,9 |
519,3 |
604 |
0,9 |
467,4 |
543,64 |
2УКБН-0,38-200 |
488,9 |
0,96 |
389,40 |
400 |
|
2 |
2 |
880 |
1139,2 |
0,9 |
792 |
1025,2 |
4УКБН-0,38-200 |
823,4 |
0,96 |
763,92 |
800 |
|
3 |
3,4,11 |
538,7 |
277,69 |
0,9 |
484,9 |
249,92 |
УКБН-0,38-100 |
507,5 |
0,96 |
89,91 |
100 |
|
10 |
5,7,10 |
468 |
345,18 |
0,9 |
421,2 |
310,66 |
1УКБН-0,38-200 |
435,4 |
0,97 |
171,67 |
200 |
2.2.4 Определение количества трансформаторов в ТП и их номинальной мощности
Для выбора числа и мощности силовых трансформаторов применяем методику технико-экономических расчетов с учетом надежности электроснабжения потребителей, расхода цветного металла и необходимой трансформаторной мощности.
При выборе номинальной мощности трансформаторов руководствуемся следующими соображениями [21]:
- загрузка каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции в нормальном режиме составляет 60 - 80 %;
- перегрузка трансформатора в аварийном режиме (для обеспечения всех потребителей II категории) составляет до 140 % номинальной мощности;
Приведем порядок определения оптимальной мощности трансформаторов подстанций путем технико-экономического сравнения вариантов [3].
Определяем минимальную мощность трансформатора по условию:
(15)
Определяем коэффициент загрузки по формуле:
, (16)
где Sр - расчетная нагрузка с учетом компенсации реактивной мощности;
Sн.т - номинальная мощность трансформатора;
n - количество трансформаторов.
Стоимость годовых потерь мощности в трансформаторах ТП определяется по формуле:
, (17)
где Рх - потери мощности холостого хода трансформатора, кВт, [1];
Рк - потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт, [1];
цэ - цена потерь электроэнергии, тен/кВтч.
Определяем приведенные расчетные затраты:
(18)
Общие годовые приведенные затраты можно определить по формуле, тыс.тнг/год:
Рассмотрим в качестве примера выбор оптимальной мощности трансформаторов подстанции №1 по методу технико-экономического сравнения вариантов. Исходя из формулы (15) наиболее подходящим вариантом в данном случае являются трансформаторы с мощностью 400 кВА:
кВА (19)
Определяем коэффициент загрузки по формуле (16):
Определим стоимость годовых потерь мощности в ТП, (17):
тыс.тнг/год,
Определим общие годовые приведенные затраты по (19), тыс.тнг/год:
тыс.тнг/год,
Аналогично определяем оптимальную мощность трансформаторов остальных ТП, результаты сводим в таблицу 7.
2.2.5 Выбор сечения проводников линий электропередачи
Экономически целесообразное сечение кабеля АВВГ на каждом участке находим используя справочные: Со, S, l, U, Pн, Iн.к, К1 [1].
При передаче мощности S на расстояние l, при стоимости 1 кВт ч электроэнергии С0 и определенном напряжении U капиталовложения К и эксплуатационные расходы Сэ зависят от сечения проводов или жил кабелей S, принимаемого для передачи электроэнергии меняя в приведенных условиях сечения проводов или жил кабелей, получают соответствующие им приведенные затраты, т.е. З = Сэ + 0,15·К [2].
Далее по соответствующим формулам определяем сечение жилы кабеля на данном участке. Определяем расчетный ток на участке для потребителей 2 категории, А:
, (20)
где S - полная мощность на данном участке линии, кВА.
Uн - номинальное напряжение на участке, кВ.
Определяем аварийный ток, кВт:
, (21)
Определяем стоимость КЛ:
, (22)
где к0- удельная стоимость КЛ, тыс.тг/км ;
l - длина КЛ, км
Определяем издержки на потери электроэнергии, кВт:
, (23)
Определяем суммарные затраты, тыс.тг/год:
(24)
Определяем падение напряжения на участке, %:
, (25)
где Со - стоимость одного кВтч, тнг.
Для примера приведем расчет сечения кабеля участка “ГРП -дымососная”.
Определяем расчетный ток по формулам (22)-(25):
А
А
тыс.тг
Таблица 7 Выбор мощности силовых трансформаторов
№ ТП |
Sp , кВА |
Sнт , кВА |
К, тыс. тенге |
Рх, кВт |
Рк, кВт |
Кз |
ф, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
р, о.е. |
рК, тыс.тен/год |
Ипэ, тыс.тен/год |
З, тыс.тен/год |
|
1 |
488,94 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,61 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
243,34 |
477,02 |
|
488,94 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,39 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
295,34 |
608,14 |
||
2 |
823,42 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,65 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
376,58 |
689,38 |
|
823,42 |
1000 |
2310 |
2,5 |
15 |
0,41 |
3000 |
12 |
0,184 |
425,04 |
485,12 |
910,16 |
||
3 |
507,52 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,63 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
248,28 |
481,96 |
|
507,52 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,40 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
299,86 |
612,66 |
||
10 |
435,49 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,54 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
229,15 |
462,83 |
|
435,49 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,35 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
282,36 |
595,16 |
тыс.тг/год
тыс.тг/год,
Аналогично просчитываем все сечения для остальных участков и все данные сводим в таблицу 8.
Аналогичный расчет производим для КЛ 6 кВ. Результаты расчетов заносим в таблицу 9
Размещено на http://www.allbest.ru/
9
Таблица 8 Выбор сечения КЛ-0,38
Линия |
Участок |
Pp , кВт |
Qp , кВАр |
Sp , кВА |
Ipаб , А |
Iав , А |
L, км |
F, мм2 |
Iп , А |
rо , Ом/км |
xо , Ом/км |
K0, тыс.тен./км |
Р, о.е. |
ф, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
РК, тыс.тен/год |
Ипэ, тыс.тен/год |
З, тыс.тен/год |
ДU, % |
|
Л5 |
0-9 |
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
33,49 |
142,54 |
176,03 |
4,83 |
|
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
43,20 |
58,66 |
101,86 |
4,23 |
|||
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
3х185 |
942 |
0,05 |
0,06 |
1500 |
0,184 |
3000 |
12 |
50,23 |
86,92 |
137,15 |
3,85 |
|||
9-8 |
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,12 |
22,73 |
29,85 |
1,14 |
||
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,19 |
18,73 |
27,91 |
1,02 |
|||
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,04 |
13,90 |
24,94 |
0,90 |
|||
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2х240 |
718 |
0,0625 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
14,24 |
11,36 |
25,60 |
0,79 |
|||
Л6 |
10-5 |
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,88 |
23,87 |
30,75 |
1,15 |
|
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,88 |
19,67 |
28,55 |
1,03 |
|||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
10,67 |
15,66 |
26,33 |
0,91 |
|||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
13,77 |
11,23 |
25,00 |
0,79 |
|||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
3х185 |
942 |
0,05 |
0,06 |
1500 |
0,184 |
3000 |
12 |
16,01 |
9,55 |
25,56 |
0,72 |
|||
5-7 |
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
70 |
184 |
0,443 |
0,06 |
315 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,19 |
37,26 |
44,45 |
3,57 |
||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
95 |
219 |
0,32 |
0,06 |
320 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,30 |
26,91 |
34,22 |
2,67 |
|||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
120 |
248 |
0,253 |
0,06 |
366 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,35 |
21,28 |
29,63 |
2,17 |
|||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
150 |
281 |
0,206 |
0,06 |
426 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,72 |
17,33 |
27,05 |
1,82 |
|||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
185 |
314 |
0,164 |
0,06 |
500 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,41 |
13,79 |
25,20 |
1,51 |
|||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
14,72 |
10,51 |
25,23 |
1,23 |
|||
Л7 |
3-4 |
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
185 |
314 |
0,164 |
0,06 |
500 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,97 |
22,26 |
27,23 |
1,11 |
|
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,41 |
16,97 |
23,38 |
0,93 |
|||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,27 |
13,98 |
22,25 |
0,83 |
|||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,94 |
11,13 |
21,07 |
0,73 |
|||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
12,82 |
8,48 |
21,30 |
0,64 |
|||
4-11 |
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
35 |
126 |
0,868 |
0,06 |
260 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,11 |
3,75 |
7,86 |
1,09 |
||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
50 |
153 |
0,641 |
0,06 |
287 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,54 |
2,77 |
7,31 |
0,83 |
|||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
70 |
184 |
0,443 |
0,06 |
315 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,98 |
1,91 |
6,90 |
0,59 |
|||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
95 |
219 |
0,32 |
0,06 |
320 |
0,184 |
3000 |
12 |
5,06 |
1,38 |
6,44 |
0,45 |
|||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
120 |
248 |
0,253 |
0,06 |
366 |
0,184 |
3000 |
12 |
5,79 |
1,09 |
6,88 |
0,37 |
Таблица 9 Расчет сечения КЛ-10кВ
Линия |
Участок |
?Pp, кВт |
?Qp, кВАр |
K0 |
Pp, кВт |
Qp, кВАр |
Sp, кВА |
Ipаб , А |
Iав , А |
L, км |
F, мм2 |
Iп , А |
rо , Ом/км |
xо , Ом/км |
K0, тыс.тен./км |
Р, о.е. |
ф, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
Ипэ, тыс.тен/год |
|
Л1 |
0-2 (РП10) |
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
25 |
146 |
1,55 |
0,23 |
547,8 |
0,184 |
3000 |
12 |
272,14 |
|
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
196,64 |
|||
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
50 |
211 |
0,825 |
0,208 |
1095,9 |
0,184 |
3000 |
12 |
144,85 |
|||
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
70 |
263 |
0,57 |
0,199 |
1534,2 |
0,184 |
3000 |
12 |
100,08 |
|||
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
95 |
322 |
0,414 |
0,193 |
2082 |
0,184 |
3000 |
12 |
72,69 |
|||
Л2 |
0-1 |
2027 | ...
Подобные документы
Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения. Методы определения количества трансформаторов в ТП и их номинальной мощности. Особенности выбора сечения проводников кабельной линии. Электрификация ремонтно-механической базы.
дипломная работа [737,6 K], добавлен 01.05.2015Системы электроснабжения промышленных предприятий. Расчет электрических нагрузок группы электроприемников. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов. Определение сечения высоковольтной линии. Стоимость кабельной линии.
курсовая работа [270,7 K], добавлен 03.07.2015Выбор напряжения питающей линии предприятия, схема внешнего электроснабжения и приемной подстанции; определение мощностей трансформаторов по суточному графику нагрузки, проверка их работы с перегрузкой. Расчет экономического режима работы трансформатора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.12.2010Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008Основные принципы компенсации реактивной мощности. Оценка влияния преобразовательных установок на сети промышленного электроснабжения. Разработка алгоритма функционирования, структурной и принципиальной схем тиристорных компенсаторов реактивной мощности.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 24.11.2010Обоснование необходимости реконструкции системы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, сечения линии электроосвещения. Компенсация реактивной мощности. Выбор источника света, распределительных щитов освещения. Компоновка осветительной сети.
курсовая работа [359,7 K], добавлен 05.11.2015Характеристика цеха и потребителей электроэнергии. Определение нагрузок и категории электроснабжения. Расчёт нагрузок, компенсации реактивной мощности. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Выбор распределительных сетей высокого напряжения.
курсовая работа [308,4 K], добавлен 21.02.2014Характер распределения напряжения при различной нагрузке линии. Электрические параметры воздушных линий. Компенсация реактивной мощности. Назначение статических тиристорных компенсаторов и выполняемые функции. Линии электропередачи схемы выдачи мощности.
реферат [463,8 K], добавлен 26.02.2015Задача на определение активного и индуктивного сопротивления, ёмкостной проводимости фазы и реактивной мощности. Параметры схемы замещения трёхфазного трёхобмоточного трансформатора. Потери в линии электропередачи, реактивной мощности в трансформаторах.
контрольная работа [789,0 K], добавлен 27.02.2013Оптимизация систем промышленного электроснабжения: выбор сечения проводов и жил кабелей, способ компенсации реактивной мощности, автоматизация и диспетчеризация. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов. Установка компенсирующих устройств.
курсовая работа [382,2 K], добавлен 06.06.2015Расчет падения напряжения на резисторе. Сущность метода пропорциональных величин. Определение коэффициента подобия. Расчет площади поперечного сечения проводов линии электропередачи. Вычисление тока потребителя. Векторная диаграмма тока и напряжения.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 30.09.2013Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012График нагрузки по продолжительности. Определение активного сопротивления линии передачи напряжением 35 кВ для провода АС-50. Нахождение потерь реактивной мощности. Расчет линии передач. Экономическая плотность тока и сечения для левой и правой сети.
контрольная работа [83,9 K], добавлен 16.01.2011Армирование железобетонных изделий и конструкций. Расчет электрических нагрузок завода. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Определение рационального напряжения внешнего электроснабжения. Выбор сечения кабельной линии. Капитальные вложения.
дипломная работа [458,5 K], добавлен 12.11.2013Понятие и назначение кабельной линии электропередачи, их применение в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения. Порядок и правила устройства и монтажа кабельных линий, их эксплуатация и ремонт. Техника безопасности при проведении монтажных работ.
реферат [134,3 K], добавлен 19.08.2009Разработка алгоритма управления режимом реактивной мощности при асимметрии системы электроснабжения промышленного предприятия. Источники реактивной мощности. Адаптивное нечеткое управление синхронного компенсатора с применением нейронной технологии.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 20.05.2017Выбор сечения кабельной жилы, его обоснование. Потери напряжения и мощности в кабельной линии. Принципы подбора трансформатора. Характерные особенности спектра выходного напряжения ПЧ с АИН. Расчет охладителя, выпрямителя, фильтра, а также снаббера.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.12.2011Потребление активной и баланс реактивной мощностей в проектируемой электрической сети. Выбор сечения проводников воздушных линий электропередачи. Расчет прибыли и срока окупаемости капиталовложений в строительство РЭС, определение расчетной нагрузки.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 02.01.2016Расчет мощности наиболее загруженной обмотки трансформатора. Определение напряжения, приведенных нагрузок подстанций, выбор проводников линии электропередачи. Уточнение распределения мощностей в сети для расчетных режимов с учетом потерь мощности.
курсовая работа [830,5 K], добавлен 04.04.2015Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015