Рис.4.1 Схема "Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со
стороны линий".
Выбор рационального напряжения
питания имеет большое значение, т.к величина напряжения влияет на параметры ЛЭП
и выбираемого оборудования подстанции и сетей, а следовательно на размер
капитальных вложений, расход цветного металла, на величину потерь
электроэнергии и эксплуатационных расходов.
Для питания крупных и особо
крупных промышленных предприятий рекомендуется использовать напряжения 110, 220
кВ. Напряжение 35 кВ в основном рекомендуется использовать на средних
предприятиях при отсутствии значительного числа электродвигателей на напряжение
больше 1000 В, а также для частичного распределения энергии на крупном
предприятии, где основное напряжение питания 110-220 кВ.
Для внутреннего распределения энергии
в настоящее время, как правило, используют напряжение 10 кВ.
Выбор напряжения питания
основывается на технико-экономическом сравнении вариантов.
Рассмотрим два варианта с
выявлением капитальных затрат, ежегодных эксплуатационных расходов, расходов цветного
металла, приведённых затрат. [6].
Для определения технико-экономических
показателей намечаем схему внешнего электроснабжения данного варианта. Аппаратура
и оборудование намечаем ориентировочно, исходя из подсчитанной электрической
нагрузки промышленного предприятия. Затем определяется стоимость оборудования и
другие расходы.
Намечаем два варианта внешнего
электроснабжения - 35 и 110 кВ.
В соответствии с намеченным
вариантом при заданном напряжении определяем суммарные затраты и
эксплуатационные расходы.
Капитальные затраты
установленного оборудования линии:
ОРУ 110 кВ с двумя системами шин
на ЖБ конструкциях.
К0=2·14.95=29.9 т. руб.
[3].
Линия принимается двухцепной,
воздушной с алюминиевыми проводами и ЖБ опорами. Экономическое сечение
определяю по экономической плотности тока:
IР=SР/√3·U·2, (4.4).
IР=85.19
А.
FЭК=IР/jЭК, (4.5).
FЭК=77.45
мм2.
ТMAX<5000
ч. [2], следовательно j=1.1
Для сталеалюминиевых проводов
минимальным сечением по механической прочности является сечение 25 мм2,
но по условию коронирования при напряжении 110 кВ следует принять сечение 70 мм2.
Принимаем сечение F=95 мм2, АС-95, r0=0.314
Ом/км, x=42.9 Ом/км.
Стоимость 1 км двухцепной линии
указанного сечения на ЖБ опорах 12.535 т. руб. [3]. Тогда при двух линиях и L=25 км соответственно:
КЛ=2·25·12.535=626.75
т. руб.
В соответствии с нагрузкой
завода устанавливается два трансформатора
ТДН-110/10 с мощностью 25 МВА. Паспортные
данные трансформатора следующие:
UК=10.5%;
ΔРХХ=29 кВт; ΔРКЗ=120 кВт; КТ=58.3 т.
руб. [7].
КТ=2·58.3=116.6 т. руб.
К∑=29.9+626.75+116.6=773.25
т. руб.
Эксплуатационные расходы.
Потери в линиях
ΔРЛ= ( (SР/2) 2/U2Н)
/R·L, (4.6).
ΔРЛ=1191.44 кВт.
Потери в двух линиях:
2·ΔРЛ=2382.88
кВт.
Потери в трансформаторе:
Приведённые потери активной
мощности при КЗ:
ΔР1 КЗ=ΔРКЗ+КЭК·QКЗ, (4.7).
Где КЭК=0.06 кВт/квар.
ΔР1 КЗ=120+0.06·0.105·25000=277.5
кВт.
Приведённые потери активной
мощности при ХХ:
ΔР1 ХХ= ΔРХХ+КЭК·QХХ, (4.8).
ΔР1 ХХ=29=0.06·0.0075·25000=40.25
кВт.
Полные потери в трансформаторах:
ΔРТ=2· (40.25+277.5·0.6782)
=350.89 кВт.
Полные потери в линии и
трансформаторах:
ΔРΣ=ΔРЛ+ΔРТ,
(4.9), ΔРΣ=2382.88+350.89=2733.77 кВт.
Стоимость потерь:
СП=С0·ΔРΣ·ТMAX, (4.10).
Где С0=0.8 (коп/кВт·ч)
- стоимость 1 кВт·ч электроэнергии.
СП=0.8·2733.77·5000=10.94
т. руб.
Средняя стоимость
амортизационных отчислений.
Амортизационные отчисления по
линиям принимаются 6% от стоимости линий, по подстанциям-10%. [7].
СА Л=37.605 т. руб.
СА ПС=14.65 т. руб.
СΣ Л, ПС=52.255
т. руб.
Суммарные годовые
эксплуатационные расходы.
СΣ=СП+
СΣ Л, ПС=10.94+52.255=63.195 т. руб.
Суммарные затраты:
З=СΣ+0.125·КΣ=63.195+0.125·773.25=159.85
т. руб.,
Где 0.125-нормативный
коэффициент эффективности капиталовложений ед/год.
Потери электроэнергии:
ΔW=ΔРΣ·ТГОД, (4.11).
ΔW=2733.77·5000=13668.85
МВт·ч.
Расход цветного металла:
G=2·L·g, (4.12).
Где g=261
кг/км, [7], - вес 1 км провода.
G=2·25·261=13.05
т.
Расчёт варианта на 35 кВ ведётся
аналогично. Расчётные данные сведены в таблицу 4.3.1
Таблица 4.3.1.1
Затраты по вариантам.
Вариант кВ.
|
К, т. руб.
|
С, т. руб.
|
З, т. руб.
|
G, т.
|
ΔW,
т. кВт*ч.
|
110
|
773.25
|
63.195
|
159.85
|
13.05
|
13668.85
|
35
|
997.72
|
77.02
|
201.735
|
41.5
|
15427.67
|
Так как ΔW110
< ΔW35, отдаём предпочтение варианту
с напряжением 110 кВ.
Для определения условного центра
нагрузок считается, что нагрузки распределены равномерно по площади цехов и
центры нагрузок совпадают с центром тяжести фигур, изображающих цеха. Координаты
центра электрических нагрузок вычисляются по формулам:
X0
ГПП= (ΣРРi·Xi) / (ΣРРi), (4.13).
Y0
ГПП= (ΣРРi·Yi) / (ΣРРi), (4.14).
Где Xi,
Yi-координаты центров нагрузок отдельных
цехов, м.
Таблица 4.3.1.2
Результаты расчёта координат
центров нагрузок отдельных цехов.
NПО
ПланУ
|
Наименование
цехов
|
РРi,
КВт.
|
Хi,
м
|
Yi,
м
|
1
2
|
Инструм. Цех
Сборочн. цеха
|
755
5819.1
|
197.8
153.6
|
803.3
693
|
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
15
16
18
|
Мех. Цеха
Литейный цех
Компрессорное отд.
Эл. - апп. Цех
Рем. - мех. Цех
Загот. Цех
Агрег. Цех
Сбор. Цех
Очистные сооруж.
Цех ширпотреба
Цех гальванопокр.
Котельная
Топливохранилище
Заводоуправление
|
4561.8
166.9
1718.5
192.8
359.6
2154.8
1586.9
8481.2
434.5
133.5
2133.9
593.2
63.1
56.9
|
115.2
92.2
80.6
224.6
220.8
144
276.5
399.4
403.2
453.1
437.8
455.1
487.7
15.4
|
561.8
472.5
393.8
567
425.3
267.8
472.5
756
493.5
525
225.8
47.3
78.8
567
|
Х0 ГПП=255.5 м, Y0 ГПП=573.1 м.
Из-за невозможности установки
ГПП в месте с найденными координатами, устанавливаем ГПП на свободном месте,
ближе к ИП (Y0 ГПП=50 м).
В соответствии с рекомендациями
по проектированию электроснабжения промышленного предприятия для
распределительных сетей принимаю напряжение 10 кВ. На выбор этого напряжения
распределительных сетей также повлияло наличие на предприятии компрессорного
отделения, привод компрессоров в котором осуществляется асинхронными
двигателями с непосредственным присоединением к сети 10 кВ.
Для внутризаводского
электроснабжения применяется смешанная схема питания цеховых подстанций.
Расчёт распределительных сетей
выполняется с целью определения сечений жил кабелей при известных токах
нагрузки в нормальном и аварийном режимах.
Сечение каждой линии принято
выбирать в соответствии со следующими условиями:
По номинальному напряжению:
UН
КАБ>=UН СЕТИ, (5.1).
По нагреву расчётным током:
IДЛ.
ДОП. >IРАБ.1, (5.2).
где IРАБ.1=IРАБ/КП, (5.3).
КП-корректирующий
коэффициент,
КП=К1·К2,
(5.4).
К1 - поправочный
коэффициент на температуру окружающей среды [5, т.7.32] ; К2 - поправочный
коэффициент на число кабелей проложенных рядом (К2=1, если кабель
один). В случае если кабели взаимно резервируют друг друга, то:
IДЛ.
ДОП. >2·IРАБ.1, (5.5).
По экономической плотности тока,
исходя из расчётного тока и продолжительности использования максимума нагрузок:
SЭК=IР/jЭК, (5.6).
По термической устойчивости
кабеля. Производится путём определения наименьшего термически устойчивого
сечения:
(5.7).
где IПО-установившийся
ток трёхфазного КЗ; C=98-для кабелей с алюминиевыми
жилами; tОТК-время срабатывания защиты; ТА-постоянная
времени цепи КЗ. При определении сечения магистрали сначала рассчитывается
головной участок, затем кабели между трансформаторными подстанциями. По
наибольшему сечению принимается сечение магистрали.
Расчёты по определению сечений
кабелей сведены в таблицу 5.5.2.1
Принимается марка кабеля ААБл,
способ прокладки-в траншее.
Таблица 5.5.2.1
Результаты расчёта
распределительных сетей завода.
Наименование
Линии.
|
Нагрузка
|
Принятое
Сечение,
мм2.
|
IДОП,
А.
|
SР,
кВА.
|
IР,
А.
|
IАВ,
А.
|
Магистраль 1:
ГПП-КТП 7
КТП 7-КТП 1
КТП 1-КТП 2
|
2256.2
728.08
364.04
|
75.21
24.27
12.13
|
150.42
48.54
24.26
|
3x35
|
150
|
Магистраль 2:
ГПП-КТП 14
КТП 14-КТП 13
КТП 13-КТП 12
|
2468.9
1490.9
611
|
82.3
49.7
20.4
|
164.6
99.4
40.8
|
3x50
|
180
|
Магистраль 3:
ГПП-КТП 15
КТП 15-КТП 6
|
1386
981
|
46.2
32.7
|
92.4
65.4
|
3x16
|
95
|
Магистраль 4:
ГПП-КТП 18
КТП 18-КТП 17
КТП 17-КТП 16
|
1213.9
803.9
395.3
|
40.5
26.8
13.2
|
81
53.6
26.4
|
3x16
|
95
|
Магистраль 5:
ГПП-КТП 19
КТП 19-КТП 20
КТП 20-КТП 21
|
8736.8
5456.8
2678.4
|
291.2
181.9
89.3
|
582.4
363.8
178.6
|
2х (3x95)
|
2x310
|
Магистраль 6:
ГПП-КТП 24
КТП 24-КТП 23
КТП 23-КТП 22
|
3026.6
1155.4
727.4
|
100.9
38.5
24.25
|
201.8
77
48.5
|
3x70
|
215
|
Магистраль 7:
ГПП-КТП 25
|
791.2
|
26.4
|
52.8
|
3x16
|
95
|
Магистраль 8:
ГПП-РП
РП - КТП 11
РП-КТП 10
КТП 10 - КТП 9
КТП 9-КТП 8
РП - АД
|
7587.75
964.05
4733.7
3163.9
1569.8
472.5
|
252.9
32.1
157.8
105.5
52.3
15.75
|
505.8
64.2
315.6
211
104.6
31.5
|
2x (3x95)
|
2x265
|
Выбор кабелей на напряжение 0.4
кВ сведён в таблицу 5.5.2.2
Таблица 5.5.2.2
Результаты выбора кабелей на
напряжение 0.4 кВ.
Наименование
Линии.
|
Нагрузка
|
Принятое
Сечение,
мм2.
|
IДОП,
А.
|
SР,
кВА.
|
IР,
А.
|
IАВ,
А.
|
КТП 11-ШРС 1
КТП 11-ШРС 2
КТП 11-ШРС 3
КТП 11-ШРС 4
|
56.25
146.45
146.45
150.36
|
82.72
215.4
215.4
221.1
|
165.44
430.75
430.75
442.2
|
3x70
2х (3х95)
2х (3х95)
2х (3х95)
|
190
2х235
2х235
2х235
|
КТП 11-ШРС 5
КТП 11-ШРС 6
КТП 22-ШРС 7
КТП 25-ШРС 8
|
199.95
199.95
135.88
75
|
294
294
199.8
110.3
|
588.08
588.08
399.6
220.6
|
2х (3х150)
2х (3х150)
2х (3х95)
3х95
|
2х310
2х310
2х235
235
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
|