Как видно из таблицы 3, утилизация вторичных энергоресурсов обеспечивает дополнительный резерв энергии порядка 115 млн т у.т., что составляет половину импортируемых в Казахстан энергоносителей.

К концу двадцатого века ПИЭ Казахстана составлял 106,5 Мтнэ по сравнению с 219,3 Мтнэ Англии и 30,8 Мтнэ Финляндии (рис.5), которые распределились следующим образом (табл.4).

Таблица 4. Суммарные источники первичной энергии

*1тнэ (тонна нефтяного эквивалента) = 41,86 ГДж

Из приведенных в таблице 4. данных видно определенное сходство в разрыве энергоиспользования между Казахстаном и Англией. Существуют общие пропорции в использовании атомной и других источников энергии. Твердое топливо, а особенно каменный уголь, является возрастающим в Казахстане и находится на том же уровне, что в Англии перед модернизацией добывающей промышленности. Меньшее количество потребляемой нефти в Казахстане, обусловленное, в первую очередь, меньшим количеством личного транспорта, существенно возрастет по мере экономического прогресса.

Энергия энергетики крайне энергична. Потребление природного газа в Англии увеличилось для выработки электроэнергии в связи с вытеснением использования угля.

двухфазное КЗ, кА

(57)

однофазное КЗ, кА

. (58)

В Англии удельная доля топливно-энергетического комлекса металлургической промышленности в общем промышленном потреблении составляет около 22%. Наибольшее отличие наблюдается в транспортном секторе, связанное с разными уровнями количества автомобильного и железнодорожного транспорта.

(59)

Таким образом, при качественном и, некотором, количественном сходстве итоговых источников первичной энергии имеет место существенное различие в конечном ее потреблении. Именно техногенная нагрузка и связанные с ней экологические аспекты топливно-энергетического комплекса энергоснабжения и энергопотребления во многом определяют экологию крупных современных городов и промышленных регионов.

(60)

а активное и индуктивное - по соотношениям:

 (61)

Рисунок 4.

а/ Суммарные показатели «источники первичной энергии»

б/ Суммарное конечное потребление энергии

Рисунок 5. Сумманые источники энергии. бщее потребление энергии 30,8 миллионов тонн нефт.экв.

Потребление энергии, в том числе и электрической, на коммунально-бытовые нужды в зависимости от целевого назначения классифицируется следующим образом: тепловые процессы (высокотемпературные, средне- и низкотемпературные); силовые процессы; освещение и потребление энергии, вы том числе и электрической, на культурно-бытовые нужды.

1. Сопротивление энергосистемы:

(62)

2. Сопротивление воздушной линии 35 кВ:

(63)

(64)

(65)

(66)

Главными приоритетами в развитии энергетики и энергоснабжения на длительную перспективу остаются энергосбережение и охрана окружающей среды.

1.3 Обзор потребителей электрической энергии г.Костаная и Костанайской области

Областной цент - г. Костанай - обеспечивается водой из Амангельдинского водохранилища (подземный объем 6,7 млн. куб.м) и Костанайского месторождения подземных вод (эксплуатационные запасы - 33.5 млн. куб. Главными приоритетами в развитии энергетики, в том числе и электрической и энергоснабжения на длительную перспективу остаются энергосбережение и охрана окружающей среды.

Сушка валяной обуви осуществляется в автоматизированной сушильной камере. Освоен выпуск продукции из отходов собственного производства: войлок технологически, войлок подошвенный.

Предприятие имеет собственную котельную, работающую на жидком и газообразном топливе.

В перспективе развития предприятия расширение ассортимента валяльно-войлочных изделии и освоение выпуска юртового, седельного войлока, возобновление производства строительного войлока, изготовление тонкошерстного войлока для спецодежды рабочим горячих цехов.

Электрическая нагрузка характеризует потребление электроэнергии отдельными приемниками, группой приемников в цехе, цехом и заводом в целом. При проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий основными являются три вида нагрузок: активная мощность Р, реактивная мощность Q и ток I.

Расчетные электрические нагрузки в целом по предприятию показаны в таблице 2.1. В таблице 2.2 приведены расчетные значения мощности и тока , а также длины кабельных линий, питающих различных потребителей от шин главной понизительной подстанции. Показаны сечения этих линий, выбранные по нагреву длительно допустимым током и экономической плотности по формулам:

(67)

(68)

где Iдоп - допустимый длительный ток, А; Iр - расчетный ток линии, А; jэк - экономическая плотность тока (по таблице 5 [4]).

Qmax= Qсм, при nэф>10

Qmax= 1,1Qсм, при nэф<10

Таблица 5. Расчетные электрические нагрузки по предприятию

определенные для соответствующих точек короткого замыкания r?*, х?*, z?*, рассчитаны по формулам:

(69)

(70)

(71)

где Sб = Sном.т - базисная мощность, МВА, Uб = Uср - базисное напряжение, равное среднему напряжению ступени, кВ.

Приведен ток короткого замыкания, рассчитанный по формуле:

.

Для проверки электрооборудования ГПП по электродинамической стойкости к токам короткого замыкания, приведен ударный ток, определенный по формуле:

где Куд - ударный коэффициент (таблица 6 [2]).

Таблица 6. Расчетные данные по предприятию

Таблица 7. Расчетные нагрузки по предприятию

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. В целях удешевления топливно-энергетического комплекса подстанции примем схему без установки выключателей на стороне высшего напряжения (по схеме блока линия - трансформатор).

Мощность трансформатора выбираем так, чтобы при выходе из строя одного из них второй (с учетом допустимой перегрузки) обеспечивал питание потребителей I и II категории.

Выбор силовых трансформаторов производится с учётом того, что нормальным режимом работы трансформатора, при котором увеличивается срок действия его работы, считается режим, при котором трансформатор загружен на 65-70% от его номинальной мощности [2]. Поэтому мощность силового трансформатора определяется из выражения:

где S р? - расчетная мощность по подстанции, S р? =8442 кВА; n - число трансформаторов, n = 2.

При выборе трансформатора будем учитывать также, что в послеаварийном режиме (при отключении одного трансформатора) оставшийся в работе трансформатор обеспечивал необходимую нагрузку предприятия.

Если нагрузка трансформатора до аварийной перегрузки не превышала 0,93 паспортной мощности, его можно перегружать до 5 суток на 40%, но не более 6 часов каждые сутки.

Допустимая аварийная перегрузка трансформатора определяется из выражения:

Определим номинальную мощность трансформаторов по формуле:

Принимаем к установке масляные трансформаторы с номинальной мощностью 6300 кВА.

Проверяем перегрузочную способность выбранного трансформатора в аварийном режиме по условию (2.2):

Такая перегрузка трансформатора допустима в течение 5 суток с продолжительностью по 6 часов в сутки (если приняты меры по охлаждению трансформатора).

Основные параметры трансформатора представлены в таблице 8.

Таблица 8. Технические данные трансформатора ТМ 6300/35/10

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная нагрузка. Наиболее тяжелой операцией является отключение КЗ и включение на существующее КЗ. Перед службами электроснабжения встала задача экономии затрат на оплату за электропотребление предприятий.

Трудность этой задачи заключалась в отсутствии технической базы для ее решения. Сначала экономия достигалась за счет смены старого парка счетчиков на новые с более высоким классом точности и установки примитивных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) для смены схемы расчетов за потребление электроэнергии (такие меры приносят экономию от 0.5% до 5-7%). Это получается за счет увеличения точности учета, локализации потерь, но при этом ни как не рассматривается эффективность потребления электроэнергии. Основным элементом вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера, в которой происходит гашение дуги. Из-за высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение дуги, время существования электрической дуги минимально (tоткл = 0,05 с).

а) Выбор по номинальному напряжению выключателя Uном.в. сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения выключателя с учетом того, что нормальных условиях эксплуатации допускает продолжительное значительное значительное повышение напряжения до 15% номинального:

б) Выбор по номинальному длительному току выключателя Iном.в. сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчетному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие:

в) Выбор по номинальному току отключения Iном.о. сводится к к выбору выключателя, у которого номинальный ток отключения больше расчетного значения тока короткого замыкания:

г) Проверка по допустимому току динамической стойкости (амплитудное значение ударного тока):

где iу - ударный ток короткого замыкания, кА.

По приведенным выше условиям выберем высоковольтный выключатель на линию, отходящую к ТП №3. К установке принимаем выключатель ВВ-10-20/630У3. Перед службами электроснабжения задача затрат на оплату за электропотребление предприятий. Трудность этой задачи заключалась в отсутствии технической базы для ее решения.

кА

кА

= 50,91 кА

Это экономия получается за счет увеличения точности учета, локализации потерь, но при этом, ни как не рассматривается эффективность потребления электроэнергии.

а) Номинальное напряжение выключателя Uном.в:

б) Номинальный длительный ток выключателя Iном.в:

в) Номинальный ток отключения Iном.о., кА:

г) Допустимый ток динамической стойкости (амплитудное значение ударного тока):

Выбранный выключатель проходит по всем параметрам. Технические данные выключателя показаны в таблице 8.

Таблица 9

Технические данные высоковольтного выключателя ВВ-10-20/630У3

Аналогично выберем высоковольтные выключатели для остальных отходящих линий ГПП.

Результаты расчетов сведем в таблицу 10.

Таблица 10. Выбор высоковольтных выключателей

2. Методика формирования топливно-энергетического баланса

2.1 Структура топливно-энергетического баланса

Топливно-энергетический баланс (далее - ТЭБ) представляет собой систему статистических показателей, характеризующих общий объем и структуру формирования топливно-энергетических ресурсов,
а также направления их использования (далее - показатели ТЭБ).

В рассматриваемой нами в ходы осуществления исследования Методике используются следующие термины и их определения:

- энергетические продукты - продукты, используемые в качестве источников энергии (энергоносители).

- первичные энергетические продукты - энергетические продукты, которые требуют лишь добычи или улавливания с учетом или без учета их отделения от сопутствующей породы, очистки или сортировки;

- первичная энергия - энергия, содержащаяся в первичных энергетических продуктах. К эквивалентам первичной энергии в пределах одной страны приравниваются импорт, экспорт и изменение запасов вторичной энергии;

- вторичные энергетические продукты - энергетические продукты, которые являются результатом переработки (преобразования) первичных энергетических продуктов;

Перечень статей баланса условно делится на три балансирующих между собой блока.

Первый блок содержит статьи баланса, характеризующие структуру поставок в страну первичной энергии и ее эквивалентов:

- производство (добыча) первичной энергии (+);

- импорт (+);

- экспорт (-);

- изменение объема запасов (+,-);

- валовое потребление первичной энергии и ее эквивалентов (=).

Второй блок содержит статьи баланса, характеризующие процессы трансформации первичной и вторичной типов энергии:

- потребление в секторе преобразования (-);

- выход вторичной энергии после преобразования первичной энергии (+);

- потребление в неэнергетическом секторе (-);

- потери (-).

Третий блок содержит статьи баланса, характеризующие фактическое потребление топливно-энергетических ресурсов конечными потребителями, и статистическое расхождение с расчетным потреблением:

- конечное потребление (=);

- статистические расхождения (+,-).

Данные о попутном нефтяном газе, сожженном в факелах, в сводные статистические данные (информацию) о добыче газа не включаются.

Перед службами электроснабжения топливно-энергетического комплекса встала задача экономии затрат на оплату за электропотребление предприятий. Трудность этой задачи заключалась в отсутствии технической базы для ее решения. Сначала экономия достигалась за счет смены старого парка счетчиков на новые с более высоким классом точности и установки примитивных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) для смены схемы расчетов за потребление электроэнергии (такие меры приносят экономию от 0.5% до 5-7%). Это экономия получается за счет увеличения точности учета, локализации потерь, но, при этом, ни как не рассматривается эффективность потребления электроэнергии.

Потребление в неэнергетическом секторе включает объем потребления топливно-энергетических ресурсов, связанный с использованием в качестве сырья на производство химической, нефтехимической и другой не топливной продукции. Трудность этой задачи заключалась в отсутствии технической базы для ее решения. Сначала экономия достигалась за счет смены старого парка счетчиков на новые с более высоким классом точности и установки примитивных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) для смены схемы расчетов за потребление электроэнергии (такие меры приносят экономию от 0.5% до 5-7%). Это экономия получается за счет увеличения точности учета, локализации потерь, но при этом ни как не рассматривается эффективность потребления электроэнергии. Электроэнергетические системы являются энергетическими системами, производства хранения и передачи электрической энергии, а также самого электричества посредством протянутых проводов от столба к столбу, от источника к приемнику, от производителя к потребителю. 65465989559898

Сверхтоки технологических перегрузок (перегрузка приводного механизма или неисправность, пример неисправность подшипников насоса, завал углём дробилки, забивание пылью вентилятора ) защита от перегрузки может действовать на сигнал или на отключение с выдержкой времени.

Заполнение данных по статьям баланса производится на основании источников информации и в соответствии с порядком расчета статей баланса.

= 50,91 кА

Средний коэффициент пересчета для баланса «Каменный уголь» определяется на основании сводных статистических данных (информации) по форме государственной статистической отчетности 4-тэк (топливо) «тчет об остатках, поступлении и расходе различных типов топлива» по итогам за год.

Средний коэффициент пересчета для балансов «Электроэнергия, включая гидроэнергию и ветроэнергию» и «Теплоэнергия» соответствует среднему удельному расходу различных типов топлива в условном исчислении на производство единицы соответственно электрической и тепловой и электрической энергии и ежегодно уточняется.

Показатели сводного топливно-энергетического баланса Республики Казахстан по каждой статье баланса формируются путем суммирования данных соответствующих статей продуктовых балансов с соблюдением арифметических правил (то есть с учетом знаков «плюс» и «минус»). Перед службами электроснабжения встала задача экономии затрат на оплату за электропотребление предприятий.

Первичный ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформатора тока при расчетном внешнем к.з., приведенный к основной стороне:

, А,

где = 0,1 - относительная погрешность трансформатора тока;

,

А.

Первичный ток небаланса, обусловленный регулированием напряжения ответвлениями обмоток защищенного трансформатора при внешних к. з.:

, А

где - максимальное относительное изменение напряжения от напряжения среднего ответвления;

А.

Первичный расчетные ток небаланса при внешнем к.з.:

, А

А.

Первичный ток срабатывания защиты из условий отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем к.з.:

, А

где -коэффициент надежности, =1,5;

А.

Первичный ток срабатывания защиты из условий отстройки от броска тока намагничивания, приведенного к стороне с наибольшим вторичным номинальным током:

, А,

где ;

А.

Предварительный наибольший первичный ток срабатывания защиты:

А.

Ток срабатывания на основной стороне:

, А

А.

Расчетное число витков насыщающегося трансформатора обмотки реле для основной стороны:

где - м.д.с. срабатывания реле ДЗТ-11;

.

Принятое число витков для установки на основной стороне (ближайшее меньше, чем = 12).

Соответствующий ток срабатывания реле:

, А

Принятое включение обмоток реле:

уравнительная обмотка 1 - 115 кВ;

уравнительная обмотка 2 - 230 кВ.

Определение расчетного числа витков 1-ой уравнительной обмотки:

.

Предварительные принятое число витков 1-ой уравнительной обмотки:

.

Определение расчетного числа витков 2-ой уравнительной обмотки:

.

Предварительные принятое число витков 1-ой уравнительной обмотки:

.

Первичный виток небаланса при внешнем коротком замыкании, обусловленный округлением числа витков обмотки реле 2-ой уравнительной (предварительно):

, А

А.

Первичный ток небаланса с учетом :

, А

А.

Уточнение значения первичного тока срабатывания защиты из условия отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем коротком замыкании:

где = 1,5;

А

Принятый первичный ток срабатывания защиты на основной стороне:

, А

А.

Произведем расчет витков тормозной обмотки.

, А

А.

Первичный ток небаланса при внешнем коротком замыкании:

, А

А.

Первичный тормозной ток, приведенный к основной стороне:

А

Число витков тормозной обмотки:

Для реле ДЗТ-11: ; ;

.

Принимаем 1 виток тормозной обмотки.

Производим расчет чувствительности защиты, она должна удовлетворять условию:

.

Условие (5.15) выполняется.

кончательно принятые числа витков обмотки насыщающегося трансформаторы реле для установки на основной стороне (10,5 кВ) и не основных сторон (115 и 230 кВ):

на стороне 10,5 кВ W=24;

на стороне 230 кВ W=7;

на стороне 115 кВ W=7

2.2 Расчет энергоемкости валового внутреннего продукта и энергетической самостоятельности

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. Политическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

Автотранспортный участок занимался грузоперевозками по заявкам предприятий.

С 2001 года начали заниматься выращиванием зерновых культур, но не урожай 2002-2003 года привел предприятие к убытку.

В настоящее время основной деятельностью являются грузоперевозки по Казахстану и странам СНГ , в наличии имеются четыре КамАЗа из них два контейнера , один длинномер и бортовой КамАЗ . Также оказываем услуги автокрана ЗИЛ-133 ГЯ.

Сдаем в аренду пекарню, токарных цех, столярную мастерскую и а/гаражи под СТО, склады.

Предприятие располагает 2-х этажным корпусом, оснащенным современным технологическим оборудованием.

Расчетная нагрузка (активная и реактивная) силовых приемников цеха:

;

,

где - суммарная установленная мощность всех приемников цеха;

- средний коэффициент спроса;

- соответствующий характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Расчетная нагрузка осветительных приемников цеха:

,

где - коэффициент спроса для освещения;

- установленная мощность приемников электрического освещения.

Величина может находиться по формуле:

,

где - удельная нагрузка, Вт/м2 площади пола цеха;

F - площадь пола цеха, определяемая по генплану.

Полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников цеха определяется из соотношения:

.

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. Политическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

,

,

.

Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки потребителей 0,38/0,22 кВ и 6 кВ в целом по предприятию определяются суммированием соответствующих нагрузок цехов [12].

- силовых приемников 0,38 кВ:

,

;

- освещение территории и цехов:

,

;

- приемники 6 кВ:

,

.

Приближенно потери мощности в трансформаторах цеховых подстанций и ГПП:

, ,

,

,

,

.

Необходимая мощность компенсирующих устройств по предприятию в целом определяется из выражения:

,

где - среднегодовая активная нагрузка предприятия,

- соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту мощности за год,

- соответствует нормативному коэффициенту мощности.

,

где - действительное годовое число часов работы потребителей электроэнергии предприятия,

- число часов использования активной нагрузки.

,

при нормативном коэффициенте мощности .

Мощность компенсирующих устройств равна

.

Некомпенсированная мощность на потребителях 0,4 и 6 кВ.

,

где - расчетная реактивная мощность предприятия с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки .

,

,

.

В качестве компенсирующих устройств принимаем батареи статических конденсаторов.

Определяем потери мощности в них:

,

где - удельные потери активной мощности , составляющие 0,2 % от .

.

Общая активная мощность с учетом потерь в компенсирующих устройствах:

,

где - расчетная активная мощность предприятия с учетом kр.м..

.

Расчетная нагрузка на шинах 6-10 кВ ГПП с учетом компенсирующих устройств равна:

.

Потери мощности в трансформаторах ГПП:

,

.

Полная расчетная мощность собственных нужд на стороне высшего напряжения ГПП:

,

.

Определение расчетных нагрузок цеха. Суммарные активные и реактивные нагрузки равны:

,

.

Потери мощности в трансформаторах:

,

,

.

Необходимая мощность компенсирующих устройств для печей:

,

,

,

.

Некомпенсированная мощность :

,

где - расчетная реактивная мощность, приходящаяся на печи, с учетом коэффициента разновременности максимумов kр.м=0,95.

.

В качестве компенсирующих устройств используем батареи статических конденсаторов.

Потери активной мощности в компенсирующих устройствах:

,

.

Общая активная мощность с учетом потерь в КУ:

,

.

Расчетная мощность с учетом компенсации реактивной мощности равна:

.

Потери мощности в трансформаторах:

,

.

Стоимость 2-х камер отходящей линии с выключателем ВВУ35 с одинарной системой шин на металлических конструкциях:

.

Стоимость сооружения двух питающих линий 35 кВ, выполненных на ж/б опорах и проводом АС-189:

.

Суммарные капитальные затраты:

.

Эксплуатационные расходы:

,

,