Электроснабжение ТОО 'Карлыгаш-К' и выбор электрооборудования

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    102,39 Кб
  • Опубликовано:
    2015-07-03
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Электроснабжение ТОО 'Карлыгаш-К' и выбор электрооборудования












ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Электроснабжение ТОО «Карлыгаш-К» и выбор электрооборудования

Введение

Электрификация предприятий имеет важное значение как энергетическая комплексная механизация и автоматизация технологических процессов. Развитие электрификации предприятий характеризуется разработкой и созданием новых видов электрооборудования, как в общепромышленном исполнении, так и взрывозащищенном, предназначенного для эксплуатации в условиях предприятия. Здесь широкое распространение получила коммутационная аппаратура, скомпонованная в магнитную станцию, благодаря чему реализуется принцип блочности, обеспечивающий повышение надежности и мобильности передвижных низковольтных сетей.

Уровень развития энергетики и электрификации, как известно, в наиболее обобщенном виде отражает технико-экономический потенциал любой страны. Электрификация играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства. Важнейшим показателем работы промышленности является уровень производительности труда. Производительность труда в свою очередь в значительной степени определяется уровнем энерговооруженности и электровооруженности труда.

Одна из актуальных задач, стоящих перед отраслью − экономное расходование электроэнергии, энергоресурсов и соответственно регулирование режимов электропотребления. С другой стороны первостепенное значение приобретают вопросы надежности и безопасности электроснабжения промышленных предприятий.

Развитие народного хозяйства, интенсификация труда в промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве требуют ускоренного развития электрических сетей различных напряжений и типов. От правильных выбранных структуры и параметров электрических сетей существенно зависят технико - экономические показатели работы энергосистемы и надежность электроснабжения потребителей электроэнергии. Без ускоренного развития электрических сетей практически невозможно обеспечить выполнения задачи полной электрификации страны.

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для

обеспечения электроэнергией промышленных приемников электрической энергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций и широким внедрением электропровода в качестве движущей силы для различных механизмов.

Номинальные параметры - это параметры, на длительную работу с которыми рассчитаны элементы энергосистем.

Для различных элементов энергосистем номинальными могут быть различные параметры, в частности: напряжение, ток, мощность. коэффициент мощности, частота, частота вращения, скольжение температура, ток отключения и т.д. При работе всех элементов энергосистемы с номинальными параметрами режим энергосистемы в целом близок к оптимальному. В отдельных случаях с учетом, например, зависимости КПД элементов от нагрузки можно получить определенный эффект при работе с параметрами, отличными от номинальных. Однако подобные условия работы должны иметь тщательное техническое и технико - экономическое обоснование.

Потребители (приемники) электрической энергии различаются по режиму работы, назначению, принципиальному исполнению, потребляемой мощности, частоте потребляемого тока, условиям работы, ответственности (категорийности) и соответственно по требованием к надежности электроснабжения, а также по некоторым другим признакам.

В области экономии и эффективного использования электроэнергии особое значение надо уделять сбору информации об объеме и структуре вырабатываемой и потребляемой электроэнергии, обследованию энергетической эффективности эксплуатируемых энергетических объектов и энергетических производств, оценке потенциала энергосбережения, разработке и внедрению конкретных технических решений и организационно - технических мероприятий по снижению технологических и коммерческих потерь энергии.

 


1. Краткая технологическая и энергетическая характеристика ТОО «Карлыгаш - К»

 

1.1 Технологическая характеристика предприятия


ТОО «Карлыгаш-К» находится по адресу п. Затабольск Аулеокольская трасса 4 км.

ТОО «Карлыгаш-К» зарегистрировано в сентябре 1998 года. Единственным учредителем является Кильтаев Сабиржан Бактубаевич. В состав предприятия входили пекарня, цех по изготовлению макаронных изделий, автотранспортный участок. Цех по изготовлению мучных изделий занимался производством и реализацией своей продукции. Пекарня выпекала хлебо-булочные изделия, макаронный цех изготавливал несколько видов макаронной продукции. В г. Костанае и п. Затоболовка имели торговые киоски и магазин по реализации своих изделий, так же обеспечивали хлебом поселки Костанайского района.

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.

Из-за отсутствия своего сырья и большой конкуренции на рынке пекарню отдали в аренду, макаронный цех разукомплектовали.

В настоящее время производственная база расположена на земельном участке площадью 1,529 га. На участке расположены хозяйственный склад площадью 688 кв. м, с помещением оборудованным под пекарню, под токарный цех в котором имеются два сверлильных станка, заточной ОКС-4102, расточной, фрезерный 67КС25, токарный 5 1-В-62 и гидропресс. И склад площадью 417,3 кв. м оборудованный под пилораму

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.

Предприятие имеет собственную котельную, работающую на жидком и газообразном топливе, благоустроенное общежитие на 20 койко-мест. Фабричная столовая обеспечивает своих работников горячим питанием.

Обеспечение производственной деятельности предприятия осуществляется собственными службами: транспортным цехом, электроцехом, службой главного механика и д.р.

1.2 Энергетическая характеристика цехов


Цех по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества. В таблице 1.1 приведен перечень станков, установленных в цехе, их количество и номинальные мощности.

Таблица 1.1 Потребители электрических нагрузок цехов

Наименование отделения и механизма

Кол-во, шт.

Рн, кВт

Робщ, кВт

Кисп

Рр, кВт

tППР,

1. Крыша 115

3

3

594

0,7

411,3

240

2. Кант. устройство

6

11

66

0,7

46,2

240

3. Опрыскиватель

6

15

90

0,7

63

240

4. Вентилятор 140

3

55

165

0,6

115,5

240

5. Вентилятор 105, 106, РМ 1; 4

4

75

300

0,6

180

240

6. Вентилятор 108, РМ 2

1

125

125

0,6

75

240

7. Кран-балка

3

5,5

16,5

0,4

6,6

32

8. Фрезерный станок

1

110

110

0,7

77

32

ИТОГО:

1466,5

975,6

Шламовая РМ 1. Насос

3

200

600

0,6

360

120

2. Задвижки

9

3

27

0,4

10,8

120

3. Насос дренажа

1

11

11

0,7

7,7

48

4. Эл.калорифер

1

10

10

0,6

6

48

5. Гидропресс

1

5,5

5,5

0,4

2,2

32

ИТОГО:

653,5

446,7

Плавильное отделение: отм.:0,00; 4,2; 9,6







1. Сверлильный станок

2

75

150

0,9

135

720

2. 402 401, 403. П 64

1 2

132 75

264 75

0,9 0,9

237,6 67,5

720 720

3. П 61. 401

1

160

160

0,9

144

720

4. Лебедка закатки

4

22

88

0,8

70,4

48

5. Дренажный насос

2

5,5

11

0,7

7,7

32

6. Вент. установка

4

22

88

0,7

61,6

120

7. Ворота

8

0,4

3,2

0,8

2,56

120

8. Мастерская эл. монтеров

2

9

18

0,7

12,6

-

9. Токарная мастерская

1

16

16

0,75

12

-

10. мастерская плотн.

1

3

3

0,6

1,8

-

11. Заточной станок

1

2,2

2,2

0,6

1,32

-

12. Механизм обдува печи

2

7,5

15

0,9

13,5

720

13. Обдув рабочего места

2

45

90

0,8

72

720

14. Бетономешалка

1

22

22

0,7

15,4

-

15. Расточной станок

1

120

120

0,6

72

120

16. Г/о П. 61; 64

18

3

54

0,7

378

720

17. Узел подачи электродной массы

2

6

12

0,7

8,4

16

18. Помещение деж. персонала

3

3,5

10,5

0,5

5,25

-

19. Отопление пульт

2

5,5

11

0,6

6,6

-

20. Сварочные трансформаторы

2

75

150

0,4

60

16

21. Дымососы от горна П 61; 64

2

250

500

0,8

400

720

ИТОГО:

1901,1

1474,63



Таблица 1.2 Электроосвещение цеха

Наименование объекта

Тип освещения

Количество светильников

Р1со, кВт

Робщ, кВт

Кисп

Потребл. мощность в сутки

Потребл. мощность а год, тыс кВт·г

Плав. отдел


16

1

16

0,9

345,6

126,1

1. отм. 0,00

ДРЛ

12 40

0,7 0,4

8,4 16

0,9 0,9

181,4 345,6

66,2 126,1

2. отм. +4,2

ДРЛ

10 22 18

1,0 0,4 0,25

10 8,8 4,5

0,9 0,9 0,9

216 190,08 97,2

78,84 69,4 35,47

3. отм. +9,6

Л.нак ДРЛ

4 36 19 10 26

0,2 1 0,7 0,4 0,25

0,8 36 13,4 4 6,5

0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

17,28 777,6 287,28 86,4 140,4

6,3 283,82 104,85 31,5 51,24

4. отм. + 22,4

Л.нак ДРЛ

4 6 26 16 6

0,2 1 0,7 0,4 0,25

0,8 6 18,2 6,4 1,5

0,5 0,9 0,9 0,9 0,9

9,6 129,6 393,1 138,24 32,4

3,5 47,3 143,48 50,45 11,82

5. отм. +30

Л.нак ДРЛ Л.нак.

4 12 8 4

1 0,4 1 0,2

4 4,8 8 0,8

0,9 0,9 0,9 0,9

86,4 103,68 172,8 17,28

51,5 37,84 63,07 6,3

6. отм. +34

ДРЛ Л.нак

4 16

0,25 1

1 16

0,9 0,9

21,6 345,6

7,88 126,1

7. Разлив. пролет

ЛБ-40 ДРЛ

18 76 4 16

0,72 76 2,8 16

0,7 0,9 0,9 0,9

12,096 1641,6 60,48 345,6

4,4 599,18 22,07 126,1

8. Печной прол.

ДРЛ Л.нак

96 6

1 1

96 6

0,9 0,9

2073,6 129,6

758,9 47,3

9. Прилег.тер.

ДРЛ   лапмы КГ

12 14 6 4

0,7 0,4 0,25 2

8,4 5,6 1,5 8

0,5 0,5 0,5 0,5

100,8 67,2 18 96

36,5 24,52 6,57 35,04

10. РМ 1-4

ДРЛ Л.нак







11. Освещение мостовых кранов

Л.накал.

31

0,5

15,5

0,5

334,8

122,2

12. Пульт печи

ДРЛ

20

0,02

0,4

0,9

8,64

3,16


Таблица 1.3 Краткая характеристика среды и категории потребителей электрической энергии

Наименование цеха

Категория потребителя

Производственная среда

1. Цех №6

I

Активная

2. Цех №1

I

Активная

3. Цех подготовки шихты (ЦПШ) 6

II

Пыльная

4. ЦПШ 1

II

Пыльная

5. Административно-бытовой корпус

III

Нормальная

6. Газоочистка 6 ц

I

Хим. активна

7. Газоочистка 1 ц

I

Хим. активна

8. Склад готовой продукции (СГП 6)

II

Пыльная

9. СГП 1

II

Пыльная

10. Дозировочное отделение 1 ц

II

Пыльная

11. Дозировочное отделение 1 ц

II

Пыльная

12. Насосная

I

Нормальная

13. ГПП

II

Нормальная

14. Цех ремонта мех. оборудования

II

Нормальная

15. Компрессорная

II

Нормальная

16. ЖДИ

II

Нормальная

17. Автомобильно-хозяйственный цех

III

Нормальная

18. Участок продольной компенсации ц6

I

Нормальная

19. УПК ц №1

I

Нормальная



2. Определение расчетных нагрузок цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса


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 находится по формуле:

,

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

F - площадь пола цеха, определяемый по генплану.

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

.

Приемники напряжением выше 1000 В (в нашем случае 6 кВ) цеха учитываются отдельно. Расчетные активная и реактивная мощности групп приемников выше 1000 В определяются по формулам, а полная из выражения:

,

,

.

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].

Таблица 2.1 - Расчетные нагрузки по цехам предприятия

Потребители 0,38/0,22 кВ

Наименование потребителя

Рн, кВт

kс

Рр, кВтQp, кВар



1. №6

2000

0,6

0,6/1,33

1200

1600

2. №1

2000

0,6

0,6/1,33

1200

1600

3. ЦПШ 6

500

0,6

0,75/0,88

300

264

4. ЦПШ 1

500

0,6

0,75/0,88

300

264

5. АБК

600

0,7

0,8/0,75

420

315

6. Газоочистка 6 ц

300

0,8

0,85/0,62

240

148,8

7. Газоочистка 1ц

200

0,8

0,85/0,62

160

99,2

8. СГП 6 цеха

1000

0,4

0,6/1,33

400

532

9. СГП 1 цеха

700

0,4

0,6/1,33

280

372

10. Доз. 6

1000

0,5

0,6/1,33

500

665

11. Доз.1

1000

0,5

0,6/1,33

500

665

12. Насосная

400

0,75

0,8/0,75

300

225

13. ГПП

50

0,8

0,8/0,75

40

30

14. ЦРМО

400

0,6

0,7/1,02

240

244,8

15. Компрессорная

200

0,5

0,7/1,02

100

108

16. ЖДЦ

100

0,6

0,6/1,33

60

80

17. АХЦ

100

0,6

0,6/1,33

60

80

18. УПК 6

600

0,8

0,85/0,62

480

297,6

19. УПК 1

600

0,8

0,85/0,62

480

297,6

Потребители >1000 В

1

324000

0,8

0,85/0,62

259200

304970

2

198000

0,8

0,87/0,56

158000

181080

3, 4

4500

0,7

0,8/0,75

3150

3937,5

6,7

3000

0,8

0,75/0,88

2400

3196,96


Итого: ,        ,          ,

,        ,          .

Таблица 2.2 - Определение расчетных осветительных нагрузок по цехам предприятия

Потребители

F, м2

Руд.о, кВт/м2

Рп.о., кВт

kс.о

Рр.о, кВт

Ррр.о, кВт

Qp.o+Pp.o, кВар

Sр, кВА

1.

11250

16

180

0,9

162

1362

1677,76

2161

2.

11250

16

180

0,9

162

1362

1677,76

2161

3.

7000

15

105

0,8

84

384

304,32

489,97

4.

7000

15

105

0,8

84

384

304,32

489,97

5.

3000

19

57

0,9

51,3

471,3

339,624

580,92

6.

5000

14

70

0,8

56

296

175,68

344,2

7.

5000

14

70

0,8

56

216

126,08

250,1

8.

15000

16

240

0,85

204

604

629,92

872,7

9.

16

240

0,85

204

484

470,32

674,87

10.

4500

13

58,5

0,9

52,65

552,65

690,272

884,25

11.

4500

13

58,5

0,9

52,65

552,65

690,272

884,25

12.

2000

12

24

0,85

20,4

320,4

234,792

397,22

13.

1000

13

13

0,9

11,7

51,7

35,616

62,78

14.

900

16

9,6

0,8

7,68

247,68

248,486

350,84

15.

900

12

10,8

0,8

8,64

108,64

106,147

151,88

16.

7000

15

105

0,7

73,5

135,5

115,128

176,4

17.

4800

15

72

0,7

50,4

110,4

104,192

151,8

18.

6000

17

102

0,8

81,6

561,6

336,77

654,83

19.

6000

17

102

0,8

81,6

561,6

336,77

654,83

Освещение территории 500 ламп ДРЛ с ПРА по 1 ламповой схеме




100

0,9

90

90

43,2

99,83

Итого:

1504,12

8764,12

8604,38

10232,9



3. Определение расчетной нагрузки предприятия


3.1 Собственные нужды


Расчетная полная мощность предприятия определяется по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов с учетом расчетной нагрузки освещения территории предприятия, потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и ГПП, с учетом компенсации реактивной мощности [5].

При компенсации реактивной мощности используем статические конденсаторы, как экономически целесообразные. Конденсаторы устанавливаем в сетях 0,38 кВ. Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки:

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:

,

.

3.2 Построение картограммы, определение центра электрических нагрузок и места расположения ГПП


Для определения места расположения ГПП и ТП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, равны расчетным нагрузкам цехов. Центр окружности совпадает с центром нагрузок цеха [3].

ГПП располагаем как можно ближе к ЦЭН, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии, сократить протяженность распределительных сетей высокого напряжения предприятия, уменьшить протяженность и расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке цеха :

.

Из этого выражения радиус окружности равен:

,

где  - мощность i-го цеха,

m - масштаб для определения площади круга = 0,5 кВт/мм2.

Силовые нагрузки до и выше 1000 В изображаются отдельными кругами или секторами в круге.

Для определения места ГПП находим центр электрических нагрузок для полной мощности.

На генплане наносим оси координат. Координаты ЦЭН предприятия определяем по формулам:

,

.

где  - координаты центра нагрузок.

Таблица 3.1 Расчетные параметры

№ цеха

Sр, кВА

, ммα, град, м, м






1

2161

37,1

43

925

275

1998925

594275

2

2161

37,1

43

225

275

486225

594275

3

489,97

17,66

79

150

680

73495,5

333179,6

4

489,97

17,66

79

285

680

139641,45

333179,6

5

580,92

19,23

39

580

280

336933,6

162657,6

6

344,2

14,8

68

1025

50

352805

17210

7

250,1

12,62

93

175

50

43767,5

12505

8

872,7

23,57

121

925

130

807247,5

113451

9

674,87

20,73

151

225

130

151845,75

87733,1

10

884,25

23,73

34

900

510

795825

450967

11

884,25

23,73

34

225

465

198956,25

411176,2

12

397,22

15,9

23

900

565

357498

224429

13

62,78

6,32

81

575

350

36098,5

21973

14

350,84

15

11

575

215

201733

75430,6

15

151,88

9,83

29

400

365

60452

55436,2

16

176,4

10,6

198

100

550

17640

97020

17

644,81

20,67

53

655

600

41745

91080

18

654,83

20,42

52

925

375

605717,76

19

654,83

20,42

52

225

375

147336,75

245561,25

Итого:

12393,81кВА

6854188,55

4167101,25


Таблица 3.2 Расчетные параметры для потребителей 6 кВ

№ цеха

Sр, кВА

, ммα, град, м, м






1

3937,5

50

-

150

680

590625

2677500

2

3937,5

50

-

285

680

1122187,5

2677500

3

3196,96

45

-

1025

50

3276884

159848

4

3196,96

45

-

175

50

559468

159848

Итого:

14268,92

5549164,5

5674696


Для цехов расчет проводят по размещению места для компенсирующих устройств. Участок продольной компенсации (УПК) размещен непосредственно около цехов, т.е. по возможности ближе к ним.

3.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения


Технико-экономические расчеты при выборе вариантов системы электроснабжения

Для выбора рациональной системы электроснабжения предприятия необходимо рассмотреть несколько вариантов и дать технико-экономическое обоснование наиболее целесообразного из них.

В расчете выбирается рациональное напряжение питающих и распределительных сетей и экономически целесообразное сечение питающих линий.

По каждому из намеченных вариантов определяются экономические показатели: k - капитальные затраты, ΔЭа - потери электроэнергии, G - расход цветного металла, Сэ - ежегодные эксплуатационные расходы, З - годовые расчетные затраты.

Экономическая эффективность каждого варианта определяется по годовым расчетным затратам из выражения:

З=Сэ+0,125k,

где 0,125 - pn - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, соответствующий сроку окупаемости, равному 8 годам, отн. ед./год.

Капитальные затраты на сооружение системы электроснабжения;

?

где KЛ - капитальные затраты на сооружение линии,

КА - капитальные затраты на установку высоковольтной аппаратуры,

КТ - капитальные затраты на установку силовых трансформаторов.

Годовые эксплуатационные расходы на систему электроснабжения определяются из выражения:

,

где СА - стоимость годовых расходов на амортизационные отчисления,

Сп - стоимость годовых расходов на оплату потерь электроэнергии.

3.4 Определение рационального напряжения системы внешнего электроснабжения предприятия собственных нужд


Зная схему питания, передаваемую мощность, стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, конструктивное выполнение линий, расстояние от источника питания до предприятия и напряжение на шинах питающей подстанции.

Намечаем следующие варианты напряжений питающих линий системы внешнего электроснабжения предприятия.

1 вариант системы внешнего электроснабжения предприятия

Электроэнергия передается и распределяется до ГПП предприятия на напряжение 35 кВ. На ГПП напряжение понижается до 10 и 6 кВ.

вариант системы внешнего электроснабжения предприятия

Электроэнергия от подстанции энергосистемы до ГПП передается напряжением 220 кВ. На ГПП напряжение понижается до 10 и 6 кВ.

3 вариант системы внешнего электроснабжения предприятия

От подстанции энергосистемы передается напряжение 20 кВ. На ГПП напряжение понижается до 10 и 6 кВ [9].

Рассмотрим каждый из принятых вариантов.

1 вариант.

Рисунок 3.1 ТП Схема питания и исходные данные

1 Выключатели

Предварительно выбираем головные выключатели В1 и В2 по номинальным данным:

,

,

,

.

Рабочее напряжение схемы питания . Максимальный рабочий ток линии определяется из условия, что в аварийном режиме одна линия полностью обеспечит нагрузку предприятия, т.е.:

.

Для определения мощности, отключаемой выключателями, намечаем расчетную точку короткого замыкания (к.з.) К-1.


Составляем схему замещения, для режима трехфазного короткого замыкания в точке К-1 и определяем параметры схемы замещения в относительных базисных единицах.

Все сопротивления приводятся к базисной мощности:

.

Сопротивление системы в относительных базисных единицах:

.

Сопротивление трехобмоточного трансформатора подстанции энергосистемы в относительных базисных единицах определяется в следующей последовательности [1].

Для трехобмоточного трансформатора типа ТДТИ-40000/220 наружной установки с регулированием напряжения под нагрузкой напряжения к.з. между обмотками в процентах при номинальных ступенях составляют:

ВИ-СН

ВН-НН

СН-НН

12,5%

22%

9,5%


Определяем напряжение к.з. каждой обмотки:

,

,

.

Сопротивление обмоток трансформатора в относительных базисных единицах:

,

,

.

Схема замещения трехобмоточного трансформатора:


Сопротивление обмоток ВН и СН трехобмоточного трансформатора в относительных базисных единицах:

.

Сопротивление от источника питания до точки к.з.:

.

Мощность, отключаемая выключателями (В1 и В2):

.

Ток, отключаемый выключателями:

.

Выбираем выключатель ВВУ 35-40/1000 УХЛ1 с номинальными данными:

, , , .

Линии:

Питающие линии выполняем проводом марки АС

Выбор сечения провода по техническим условиям

. По нагреву расчетным током:

,

.

По условиям допустимого нагрева для нормального режима принимаем сечение провода  с . Проверяем выбранное сечение по условиям послеаварийного режима работы:

. По условиям коронирования проводов, принимаем минимально допустимое сечение .

. Минимально допустимое сечение по механической прочности .

. По допустимой потере напряжения:

,

где  - допустимая длина линии, км,  - длина линии на 1% потери напряжения,  - допустимая потеря напряжения, %,  - действительная длина питающей линии, км.

, , .

,

,

т.е. принятое сечение S=150 мм2 полностью удовлетворяет всем техническим условиям.

3.5 Выбор сечения провода по условиям экономической целесообразности


. Принимаем несколько стандартных сечений равных и больше найденного по техническим условиям, т.е. 150; 2*95; 2*120; 3*70; 3*95.

. Находим для этих сечений ежегодные потери электроэнергии (ΔЭлл), расход цветного металла (Gлл), годовые расчетные затраты (Зл).

Расчет проводим для сечения S=150 мм2.

Капитальные затраты на линии:

,

где С - стоимость 1 км воздушной одноцепной линии АС-150 на типовых железо-бетонных опорах в ненаселенной местности, тыс./км.

Стоимость расходов на содержание персонала и ремонт одинаковой при всех сечениях линии, определим ежегодные эксплутационные расходы:

,

где Спл - стоимость потерь электроэнергии в линиях, тыс./год,

Сал - стоимость амортизационных отчислений, тыс./год.

Действительные потери в линии:

,

где  - потери мощности в линии при длительной допустимой нагрузке, кВт/км,

 - коэффициент загрузки линии,

 - длина линии, км,  - расчетный ток в линии, А.

Действительные ежегодные потери электроэнергии в линии:

,

где  - действительное число часов работы предприятия в год, час.

Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в линиях:

,

где  - стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, дол/кВт·ч, при условии, что для завода 1 кВт·ч стоит 2 тенге и курс 1 у. е.=150 тенге.

Стоимость амортизационных отчислений:

,

где  - ежегодные амортизационные отчисления для линии = 2,8% (на линии 35 кВ на ж/б опорах).

Ежегодные эксплуатационные расходы составляют:

.

Годовые расчетные затраты:

.

Расход цветного металла:

,

где  - вес 1 км провода АС-150, т/км.

Остальные сечения, рассматриваемые в этом варианте рассчитываются аналогично, значения их величин заносим в таблицу.

Таблица 3.3 Значения технико-экономических показателей 1 варианта

SТ, мм2

К32

Т, ч






150

0,22

149

7

301,49

2411,92

2,8%

8000

2*95

0,1

134

6,4

241,2

1929,6



2*120

0,07

140

6,7

176,4

1411,2



3*95

0,07

125

6,1

236,25

1890



3*70

0,045

134

6,4

162,81

1302,48



185

0,17

161

7,4

246,33

1970,64




Таблица 3.3 (продолжение) Значения технико-экономических показателей 1 варианта

SТ, мм2

kл, тыс. у. е.







150

31,36

1,764

33,124

63

40,999

0,617

6,3

2*95

25,08

3,225

28,3

115,2

47,52

0,386

6,95

2*120

18,34

3,376

21,72

120,6

36,79

0,492

8,851

3*95

24,57

4,61

29,18

164,7

49,76

0,275

7,425

3*70

16,93

4,838

21,77

172,8

43,37

0,386

10,421

185

25,62

1,685

27,48

66,6

35,8

0,771

6,939


l=4,5 км, С0=0,013 у. е./кВт·г.

По величинам Зл1л7 и S1-S7 строим кривую :

Рисунок 3.2 Зависимость затрат от сечения. Минимум годовых расчетных затрат соответствует сечение s=185 мм2.

3.6 Технико-экономические показатели питающей линии


Капитальные затраты

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:

,

,

где  - ежегодные амортизационные отчисления для силового оборудования и распределительных устройств = 6,3%,

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии:

.

Расход алюминия:

.

Технико-экономические показатели трансформаторов связи с энергосистемой

Капитальные затраты:

Стоимость двух трансформаторов ТРДИС 25000/35 при наружной установке:

.

Стоимость двух вводов с разъединителями и короткозамыкателями, установленными в ОРУ-35 кВ на ж/б конструкциях:

Суммарные капитальные затраты:


Эксплуатационные расходы:

ежегодные эксплуатационные расходы складываются из стоимости электроэнергии, расходуемой на потери в трансформаторах и стоимости амортизационных отчислений на трансформаторы и вводы с короткозамыкателями и разъединителями [2].

Приведенные потери мощности в трансформаторах:

,

где  - приведенные потери активной мощности во время холостого хода;

,

 - приведенные потери мощности в меди трансформатора.

,

где  - коэффициент загрузки трансформатора,

,

 - коэффициент изменения потерь, составляющий на ГПП у потребителей, питающихся через три ступени трансформации, 0,12 кВт/кВар,

 - потери (реактивные) холостого хода,

.

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах:

.

Стоимость амортизационных отчислений:

,

где  - ежегодные амортизационные отчисления для силового оборудования, равный 6,3%.

Суммарные ежегодные эксплуатационные расходы:

.

Годовые расчетные затраты:


Потери электроэнергии:

.

Расчет цветного металла:

.

вариант:

. Выключатели

Предварительно выбираем головные выключатели по номинальным данным:

, .

Максимальный расчетный ток:

.

Для определения мощности отключения намечаем расчетную точку к.з.:


,

.

Мощность, отключаемая выключателем:

.

Ток, отключаемый выключателем:

.

Рисунок 3.3 Схема питания ТП

Выбираем выключатель типа ВВД220Б 31,5/2000 УХЛ1 с номинальными данными:

, ,

, .

. Линии

Питающую линию выполняем проводом АС

Выбор сечения провода по техническим условиям

. По нагреву расчетным током:

,

.

По условиям допустимого нагрева принимаем сечение провода s=240 мм2 с Iдоп=610 А.

Проверяем выбранное сечение по условию послеаварийного режима работы:

,

,

.

. По условиям коронирования принимаем минимальное сечение s=240 мм2.

. По условию механической точности принимаем сечение s=240 мм2.

. По допустимой потере напряжения проверяем сечение s=240 мм2:

,

,

.

Данное сечение удовлетворяет всем техническим условиям.

Выбор сечения провода по условиям экономической целесообразности:

. Принимаем несколько стандартных сечений: 240; 300; 2*150; 3*120.

. Находим для этих сечений экономические показатели: .

Капитальные затраты:

.

Ежемесячные, ежегодные эксплуатационные расходы:

.

Действительные потери в линии:

,

.

Действительные ежегодные потери в линии:

.

Стоимость амортизационных отчислений:

,

где  - ежегодные амортизационные отчисления для линии 220 кВ.

Годовые расчетные затраты:

,

где  - ежегодные эксплуатационные расходы,

,

.

Расход цветного металла:

,

где  - вес 1 км провода АС-240.

Определение величин по другим сечениям производятся аналогично. Все величины заносим в таблицу.

Таблица 3.4 Технико-экономические показатели по II варианту (220 кВ)

l, км









240

0,003

210

0,997

12,6

2,4

4,5

0,013

8000

300

0,002

220

1,257

13,4





2*150

0,0014

300

0,617

9





3*120

0,0009

420

0,492

8,6






Таблица 3.4 (продолжение) Технико-экономические показатели по II варианту (220 кВ)








240

5,72

45,819

0,59

2,72

3,31

113,4

17,485

300

3,96

31,68

0,412

2,89

3,3

120,6

18,375

2*150

7,56

60,48

0,768

3,88

4,674

162

24,92

3*120

10,2

81,65

1,061

5,57

6,631

232,2

35,6


По величинам ЗЛ и SТ строим кривую, экстремум которой соответствует минимуму годовых расчетных затрат:


. Технико-экономические показатели питающих линий

Капитальные затраты

Стоимость двух камер отходящей линии с выключателями ВВД 220:

.

Стоимость двух линий с проводом АС-240 на ж/б опорах:

.

Суммарные капитальные затраты:

.

Рисунок 3.3 Зависимость затрат от сечения. Минимум годовых расчетных затрат соответствует сече ние s=240 мм2

Эксплуатационные расходы:

,

где  - коэффициент амортизации отчислений для силового электрооборудования,

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии:

.

Расход цветного металла:

,

где g=0,997 т/км - вес 1 км провода АС-240.

. Технико-экономические показатели трансформаторов связи с энергосистемой

Капитальные затраты

Стоимость трансформаторов ТРДН 32000/220 при наружной установке:

.

Стоимость 2-х вводов с выключателями ВВД 220 Б:

Суммарные капитальные затраты:

.

Эксплуатационные расходы:

.

Приведенные потери мощности в трансформаторах:

,

,

,

где  - коэффициент изменения потерь для двух ступеней трансформации,

 - коэффициент загрузки трансформаторов,

,

.

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах:

.

Стоимость амортизационных отчислений:

.

Суммарные ежегодные эксплуатационные расходы:

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии:

.

Расход меди:

.

 


4. Выбор высоковольтного оборудования


4.1 Выбор выключателей


Предварительно выбираем головные выключатели по номинальным данным.

Рабочее напряжение схемы питания Uн=20 кВ.

Максимальный рабочий ток:

.

Намечаем расчетную точку короткого замыкания k-1:


Согласно исходной схеме питания составляем схему замещения для режима трехфазного к.з. в точке k-1 и определяем параметры схемы в относительных базисных единицах.


.

Сопротивление системы в относительных базисных единицах:

.

Для трансформатора типа ТДТН 220/20 наружной установки с регулированием напряжения под нагрузкой напряжение к.з. между обмотками:

Uкз

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН


12,5%

22%

9,5%


Напряжение к.з. каждой обмотки:

,

,

.

Сопротивление обмоток трансформатора:

,

,

.

Рисунок 4.1 Схема замещения трехобмоточного трансформатора


Сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора в относительных базисных единицах:

.

Сопротивление от источника питания до точки к.з. в относительных базисных единицах:

.

Мощность, отключаемая выключателями:

.

Ток, отключаемый выключателями:

.

Выбираем выключатель ВВУ 20-40/2000 УХЛ1 с номинальными данными:

, , , .

4.2 Выбор линии электропередач

Питающие линии выполняем проводом АС.

Выбор сечения провода по техническим условиям

. По нагреву расчетным током:

.

.

По условиям допустимого нагрева прин6имаем сечение s=2·95 мм2.

Допустимый ток в проводах:

.

Проверка сечения по условиям послеаварийного режима:

,

,

,

.

. По условиям коронирования провода принимаем минимально допустимое сечение s=25 мм2.

. Минимально допустимое сечение по механической прочности s=25 мм2.

. По допустимой потере напряжения:

,

.

Таким образом выбранное сечение удовлетворяет всем техническим проверкам.

Выбор сечения провода по условиям экономической целесообразности

. Принимаем несколько стандартных сечений: 2х95, 2х120, 3х70, 3х95, 2х150.

. Находим для этих сечений экономические показатели:

капитальные затраты на линии:

.

Ежегодные эксплуатационные расходы:

.

Действительные потери в линиях:

,

.

Действительные ежегодные потери электроэнергии в линиях:

.

Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в линиях:

.

Стоимость амортизационных отчислений:

,

 - для ВЛ 20 кВ,

.

Годовые расчетные затраты:

.

Расход цветного металла:

,

g=0,366 Т/км - вес 1 км провода АС-95.

По остальным сечениям расчет производится аналогично. Значения их величин заносим в таблицу и строим кривую по величинам ЗЛ и sТ.

Таблица 4.1 Экономические показатели питающих линий по 3 варианту









2х95

0,31

134

3,38

60,84

0,013

3,5

4,5

8000

2х120

0,23

140

3,67

66,06





2х150

0,17

149

4

72





3х70

0,21

125

3,1

83,7





3х95

0,14

134

3,38

91,26







Таблица 4.2 (продолжение) Экономические показатели питающих линий по 3 варианту








2х95

755,5

6044,67

78,58

2,29

80,7

88,3

6,948

2х120

579,6

4636,8

60,28

2,31

62,59

70,84

8,856

2х150

455,94

3647,5

47,41

2,52

49,93

58,93

11,106

3х70

708,75

5670

73,71

2,93

76,64

87,1

7,425

3х95

506,52

4052,16

52,68

3,194

55,87

67,27

10,422


Линию выполняем на ж/д опорах проводом АС-2х150. Строим кривую .

Рисунок 4.2 Зависимость затрат от сечения

Минимуму затрат соответствует сечение s=2х150 мм2.

Технико-экономические показатели питающих линий

Капитальные затраты:

стоимость 2-х камер отходящей линии с выключателем типа ВВУ20 КРУН-20:

.

Стоимость сооружений 2-х питающих линий, выполненных проводом марки АС-2х150 на ж/б опорах в ненаселенной местности:

.

Суммарные капитальные затраты составляют:

.

Эксплуатационные расходы:

,

,

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии:

.

Расход цветного металла:

.

Технико-экономические показатели трансформаторов

Капитальные затраты:

Стоимость 2-х трансформаторов ТРДН 40000/20/10 при наружной установке:

Стоимость 2-х выводов с выключателями ВВЧ20:

Суммарные капитальные затраты:


Приведенные потери мощности:

,

,

,

.

Эксплуатационные расходы:

.

Стоимость потерь электроэнергии:

.

Стоимость амортизационных отчислений:

.

Суммарные ежегодные отчисления на эксплуатацию:

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии:

.

Расход цветного металла:

Расчет трансформаторов связи с энергосистемой аналогичен 1-му варианту.

Расчет электроснабжения печей. Схема и исходные данные

Рисунок 4.3 Схема внутреннего электроснабжения

1. Выключатели

Расчетные условия:

,

.

Мощность, отключаемая выключателями:

.

Ток, отключаемый выключателями:

.

Выбираем выключатель ВВД220Б - 31,5/2000 с номинальными данными:

, , , .

Выключатели для цеха №1

Расчетные условия:

,

,

,

.

Для автотрансформатора типа АТДЦТН 200000/220 напряжение короткого замыкания между обмотками в процентах:

Uк.з

В-С

В-Н

С-Н


10,5%

32%

19,5%


Напряжение к.з. каждой обмотки:

,

,

.

Сопротивление обмоток трансформатора в относительных базисных единицах:

,

,

.

Сопротивление обмоток ВН и СН трансформатора:

.

Сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания:

.

Мощность, отключаемая выключателями:

.

Ток, отключаемый выключателями:

.

Выбираем выключатель типа ВВБ110-31,5/2000.

. Линии:

Питающую линию выполняем проводом марки АС. Выбор сечения по техническим условиям:

. По нагреву расчетным током:

,

.

По условиям допустимого нагрева для нормального режима принимаем сечение s=2х240 мм2 с допустимым током .

Проверяем сечение по условиям после аварийного режима работы:

,

,

,

.

. По условию коронирования принимаем сечение s=240 мм2.

. По условию механической прочности принимаем сечение s=240 мм2.

. По допустимой потере напряжения:

,

.

Следовательно сечение провода АС-2х240 удовлетворяет всем техническим условиям.

Выбор сечения по экономической целесообразности

. Принимаем несколько стандартных сечений: s=2х240, 2х300, 2х400, 2х185.

. Параметры выбора экономической целесообразности заносим в таблицу:

Таблица 4.3 Экономической целесообразности










2х240

0,27

210

0,997

12,6

0,024

4,5

0,013

8000

17,946

2х300

0,21

220

1,257

13,4





22,626

2х400

0,145

250

1,66

14,7





29,88

2х185

0,39

161

0,771

9





13,878


Таблица 4.3 (продолжение) Экономической целесообразности








2х240

1020,6

8164,8

106,14

5,44

111,58

226,8

139,93

2х300

831,6

6652,8

86,48

5,788

93,268

241,2

122,42

2х400

652,5

5220

67,86

6,35

74,21

264,6

107,28

2х185

1190,2

9041,76

117,54

3,888

121,43

162

141,68


По значению величин ЗЛ и sТ строим кривую .

Рисунок 4.4 Зависимость затрат от сечения.

Минимуму затрат соответствует сечение s=2х400 мм2.

Технико-экономические показатели питающей линии

Капитальные затраты: стоимость 2-х камер отходящей линии с выключателем ВВД220Б:

Стоимость линии, питающей предприятия, выполненную проводом марки АС-2х400 на ж/б опорах:

.

Суммарные капитальные затраты:

.

Эксплуатационные расходы:

,

.

Ежегодные эксплуатационные расходы:

.

Годовые расчетные затраты:

.

Потери электроэнергии в линии:

.

Расход цветного металла:

.

Технико-экономические показатели линий системы внешнего электроснабжения предприятия

Таблица 4.4 показатели линий системы внешнего электроснабжения

№ вар

Uн




1 вар

35 кВ

450,38

114,048

6791,44

6,939 (Al)+18,6 (Cu)

2 вар

220 кВ

443,34

52,935

2264,699

8,973 (Al)+11,3 (Cu)

3 вар

20 кВ

411,2

101,409

6122,7

11,106 (Al)+12,4 (Cu)


Принимаем вариант 220 кВ, т.к. все же основная нагрузка идет глубоким вводом, где необходимы меньшие потери электроэнергии, передача большей мощности. Суммарные годовые затраты значительно меньшие, меньше оборудования, но более сложнее в обслуживании и большой расход цветного металла [15].

 


5. Система внутреннего электроснабжения


Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций

Электроэнергия по предприятию распределительных подстанций, комплектных трансформаторных подстанций, установленных в каждом цехе.

Похожие работы на - Электроснабжение ТОО 'Карлыгаш-К' и выбор электрооборудования

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!