(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков
Введение
Энергетика, как ветвь народного хозяйства, занимает ведущие позиции в экономики хоть какого страны. Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленными предприятиями.
Для обеспечения питания промышленных электроприемников создаются системы электроснабжения промышленных компаний. Согласно [1], системой электроснабжения (СЭС) именуют совокупа электроустановок, созданных для обеспечения потребителей электроэнергией.
задачка электроснабжения промышленных компаний появилась сразу с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы разных машин и устройств [2].
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных компаний. В их врубаются сети больших напряжений, распределительные сети, а в ряде всевозможных случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость широкого внедрения систем автоматизации.
Спецы в области электроснабжения обязаны иметь глубочайшие познания целого комплекса вопросцев проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных компаний, потому что конкретно при проектировании формируется структура электроснабжения, и закладываются главные характеристики, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические характеристики.
Целью данного дипломного проекта является разработка экономной, надежной, комфортной в эксплуатации и неопасной системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков. В проекте рассмотрены вопросцы определения электронных нагрузок частей СЭС, выбора числа и мощности цеховых трансформаторов, расчета компенсации реактивной мощности, определения условного центра электронных нагрузок.
На основании приобретенных данных разработана схема электроснабжения компании на напряжение выше 1 кВ и схема сетей до 1 кВ, связывающих трансформаторные подстанции. Дальше выполнен расчет токов недлинного замыкания, выбор сечений токоведущих частей и электронных аппаратов напряжением выше 1 кВ.
Отдельное внимание при проектировании уделено определению технико-экономических характеристик сравниваемых вариантов СЭС, расчету системы релейной защиты и автоматики, электронным измерениям, вопросцам учета и экономии электроэнергии, охране труда на предприятии.
В качестве спецвопроса в дипломном проекте рассматривается возможность понижения расхода электроэнергии на нерегулируемый электропривод производственных устройств за счет подмены малонагруженных асинхронных электродвигателей, так как действенное функционирование электронного хозяйства хоть какого компании нереально без решения задач экономии электроэнергии.
1. Короткое описание технологического процесса
Завод по производству металлообрабатывающих станков практикуется на выпуске высокопроизводительного металлорежущего оборудования по личным заказам для компаний машиностроительной отрасли. В состав завода входят главные производственные цеха, вспомогательные цеха и склады. Генплан компании с сетью напряжением выше 1 кВ и картограммой нагрузок представлен на листе 1 графической части.
Начальные материалы на склады завода поступают авто транспортом. Схема главных технологических потоков завода приведена на рисунке 1.
Набросок 1.1 — Схема главных технологических потоков завода по производству металлообрабатывающих станков
В металлообрабатывающем цехе делается обработка деталей и узлов оборудования, изготавливаемого на заводе. Рассматриваемый цех имеет размеры 60 Ч80 м.
Нужные материалы, сплав и отливки поступают в металлообрабатывающий цех со склада сплава. Сделанные и обработанные в отделениях механического цеха детали, части и узлы передаются в инструментальный и сварочный цех завода.
В сборочном цехе осуществляются сборка, тесты, отделочные операции. Детали и узлы к месту сборки подаются рельсовыми передаточными телегами, кран-балками и электрокарами.
Сварочный цех предназначен для производства деталей и узлов изделий, имеющих неразъемные соединения, выполненные в большей степени сваркой. размеры рассматриваемого цеха 70 Ч 90 м. Главным начальным материалом для производства металлоконструкция служит прокат металлов. Могут производиться комбинированные конструкции из поковок, отливок, проката. Опосля сварки изделия могут проходить комплекс доборной обработки: механическую и тепловую обработки, гидравлические тесты и расцветку. Передача металлоконструкций на надлежащие участки делается кранами. Готовые изделия поступают в сборочный цех.
Инструментальный цех относятся к группе вспомогательных цехов завода. В производственные функции инструментального хозяйства заходит проектирование и изготовка инструмента, получение готового стандартизированного инструмента от остальных компаний, хранение и выдача, контроль ремонт и восстановление инструмента. Инструментальный цех находится в ведении инструментального отдела завода.
В состав блока вспомогательных цехов входят ремонтно-механический и электроремонтный цех. Ремонтное хозяйство создано для выполнения совокупы работ по техническому обслуживанию, текущему, среднему и серьезному ремонту промышленного оборудования для обеспечения более действенного его использования. Ремонт встроенного станочного электрооборудования осуществляется вместе с ремонтом станков.
2. Черта потребителей электроэнергии компании
Проектирование СЭС компаний просит анализа электроприемников и потребителей электроэнергии, на базе которого определяются условия их оптимального электроснабжения, схемы и конструктивное выполнение электронных сетей, рассчитываются электронные перегрузки.
Пользователи электроэнергии могут быть классифицированы по огромному количеству эксплуатационно-технических признаков, главными из которых являются: предназначение и пространство в производственном процессе, режим работы, мощность и напряжение, род тока, территориальное размещение, надежность электроснабжения, стабильность расположения. При проектировании СЭС довольно классифицировать потребителей электроэнергии по надежности электроснабжения, режимам работы, мощности и напряжению, роду тока, а другие признаки употреблять как вспомогательные [3].
Большая часть потребителей электроэнергии компании питаются переменным трехфазным током промышленной частоты 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) на номинальном напряжении 0,4 кВ и работают в длительном режиме.
Лампы электронного освещения и сварочные установки представляют собой однофазную нагрузку, распределенную по фазам трехфазной сети. Их наличие приводит к неравномерному распределению нагрузок по фазам трехфазной сети и несимметрии напряжения. Несимметрию и колебания напряжения вызывают также трехфазные дуговые печи литейного цеха.
На предприятии имеются установки завышенной частоты, которые употребляются для плавки металлов в литейном цехе, нагрева под закалку в тепловом цехе, нагрева под ковку и штамповку в кузнечно-прессовом цехе.
Мостовые кран, кран-балки, тельферы, сборочные потоки и транспортеры, также электросварочные установки работают в повторно-кратковременном режиме. В краткосрочном режиме работает подавляющее большая часть электроприводов вспомогательных устройств металлорежущих станков.
Прокатные станы, дуговые электронные печи, кузнечные машинки, штамповочные прессы, сварочные установки и подъемно транспортные устройства относятся к пользователям с резкопеременными и толчкообразными перегрузками. Их наличие вызывает необходимость принятия мер по понижению колебаний напряжения.
В согласовании с [1], по надежности электроснабжения электроприемники делятся на три группы.
К первой группы относятся электроприемники, нарушении электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значимый вред народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.
Ко 2-ой группы относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих, устройств и промышленного транспорта.
К третьей группы относятся все другие электроприемники.
понятие группы относится к электроприемникам, а не к цехам и предприятию в целом. Подавляющее большая часть потребителей электроэнергии: технологические полосы, производственные участки и цехи представляют собой комплексы электроприемников разных категорий в определенных сочетаниях. Если имеется относительно маленькое число ответственных электроприемников, то методы их надежного питания нужно разрабатывать раздельно, не допуская отнесения остальных электроприемников к высшим категориям, что приведет к неоправданным доп серьезным вложениям.
К первой группы относятся компрессоры, насосы, вентиляторы, прокатные станы, ответственные подъемно-транспортные устройства, аварийное освещение. Краткосрочный перерыв электроснабжения компрессорной станции, снабжающей сжатым воздухом литейный цех завода, приводит к остановке цеха на время до 1-го часа [3].
Электродвигатели приводов компрессоров и насосов составляют подавляющую часть перегрузки компрессорной и должны обеспечиваться электроэнергией от 2-ух независящих взаимно резервируемых источников питания, а перерыв их электроснабжения быть может допущен только на время деяния устройства автоматического включения резерва (АВР).
Основная масса электроприемников устройств производственных цехов относится ко 2-ой группы по надежности электроснабжения. Ко 2-ой группы относятся также все плавильные печи, так как они владеют значимой термический инерцией, также нагревательные установки промышленной и завышенной частоты. Эти электроприемники рекомендуется обеспечивать электроэнергией от 2-ух независящих взаиморезервирующих источников питания. При нарушении электроснабжения от 1-го из источников питания допустим перерыв их питания на время, нужное для включения запасного источника дежурным персоналом либо оперативно-выездной бригадой. Допускается производить питание потребителей 2-ой группы от 1-го трансформатора при наличии централизованного резерва, если восстановление электроснабжения быть может выполнено не наиболее чем за день.
Большая часть электроприемников блока вспомогательных цехов и инструментального цеха компании относится к третьей группы по надежности электроснабжения. Эти электроприемники могут иметь один источник питания при условии, что перерывы электроснабжения, нужные для ремонта либо подмены отказавшего элемента СЭС, продолжаются не наиболее суток.
3. Определение электронных нагрузок
Определение силовых электронных нагрузок осуществляется способом расчетных коэффициентов. По данному способу расчетная активная силовая перегрузка цеха определяется по выражению:
, (3.1)
где — коэффициент расчетной перегрузки;
— коэффициент использования i-ой группы однородных электроприемников;
— мощность i-ой группы однородных электроприемников, кВт;
N — количество групп электроприемников.
Величина принимается по ([4], табл. П7),
, (3.2)
где — действенное число электроприемников;
— групповой коэффициент использования;
— неизменная времени нагрева; для шин до 1 кВ цеховых трансформаторов ч.
Действенное число электропремников можно найти по выражению:
(3.3)
где — номинальная мощность самого массивного электропиемника группы, кВт.
Групповой коэффициент использования
(3.4)
Расчетная реактивная силовая перегрузка цеха определяется по выражению:
, (3.5)
где — среднее
Нагрузку освещения определяем по способу коэффициента спроса. По данному способу расчетная активная перегрузка освещения цеха
(3.6)
где — коэффициент спроса на освещение;
— удельная мощность общего равномерного освещения, Вт/м2;
— площадь цеха, м2 ;
n — количество этажей.
Так как удельная мощность общего равномерного освещения приводится в справочниках для освещенности = 100 лк, коэффициента припаса = 1,5 и КПД осветительного прибора 100%, нужно произвести пересчет по выражению
(3.7)
где — нормируемое
— нормируемое
— КПД осветительного прибора.
Расчетная реактивная перегрузка освещения определяется по выражению:
, (3.8)
где —
Расчетная активная мощность цеха в целом
. (3.9)
Расчетная реактивная мощность цеха в целом
. (3.10)
Полная расчетная мощность цеха
(3.11)
3.1 Выбор мощности оборудования и его характеристик
Выбор оборудования, его мощности, также наибольшей мощности (мощность самого большого электропиемника) осуществляется с учетом специфичности цехов. Все оборудование разбивается на группы с схожими и . Результаты выбора сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 — Выбор оборудования цехов и его характеристик
Цех
Pуст, кВт
Оборудование
P,
кВт
Рн.max,
кВт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
Склад сплава и доп оборудования
500
Вентиляторы
100
100
0,65
0,8
0,75
Кран-балки
300
0,1
0,5
1,73
Сборочный поток
250
0,4
0,75
0,88
2
Металлообрабатывающий цех
2800
Вентиляторы
400
250
0,65
0,80
0,75
Горизонтально-ковочные машинки, ковочные молоты, штамповочные молоты
1000
0,16
0,50
1,73
Станки токарно-револьверные, карусельные, горизонтально-расточные, продольно-фрезерные, зубофрезерные, обрезные прессы
500
0,25
0,65
1,17
Мостовые краны, электротельферы, контрольное оборудование
700
0,10
0,50
1,73
машинки стыковой и точечной сварки
200
0,35
0,50
1,73
3
Сварочный цех
2400
Вентиляторы
400
250
0,65
0,80
0,75
Прессы гидравлические
500
0,25
0,65
1,17
Сварочные трансформаторы для автоматической дуговой сварки и резки металлов
1150
0,35
0,50
1,73
Мостовые краны, электротельферы, кран-балки, контрольное оборудование
350
0,10
0,50
1,73
4
Окрасочный цех и гальванопокрытий
3300
Вентиляторы
400
300
0,65
0,8
0,75
Линия гальванопокрытий
1200
0,7
0,8
0,75
Мостовые краны, электротельферы, кран-балки, контрольное оборудование
500
0,1
0,5
1,73
Сушильное оборудование
550
0,5
0,85
0,62
Ванны ультразвуковой чистки, моечные машинки
650
0,7
0,7
1,02
5
Сборочный цех
3500
Вентиляторы
950
110
0,65
0,8
0,75
Прессы гидравлические
1200
0,7
0,8
0,75
Станки балансировочные, регулировочные, испытательные стенды, краны мостовые, консольно-поворотные, кран-балки
500
0,1
0,5
1,73
электронные масляные ванны
550
0,5
0,85
0,62
Кран-балки, электротельферы
650
0,7
0,7
1,02
6
Компрес-
Сорная
2200
Компрессоры
1800
200
0,70
0,85
0,62
Вентиляторы
400
0,65
0,80
0,75
7
Насосная
500
Вентиляторы
100
100
0,65
0,80
0,75
Насосы
250
0,70
0,85
0,62
Компрессоры
150
0,70
0,85
0,62
8
Склад готовой
Продукции
1700
Вентиляторы
150
70
0,65
0,80
0,75
Кран-балки
200
0,10
0,50
1,73
Транспортеры
250
0,40
0,75
0,88
Тельферы
100
0,10
0,50
1,73
9
Заводоуправление
(3 этажа)
600
Вентиляторы
100
50
0,65
0,80
0,75
компы,
Оргтехника
80
0,30
0,90
0,48
Нагревательные приборы
120
0,50
0,85
0,62
Насосы
130
0,70
0,85
0,62
Кондюки
70
0,65
0,80
0,75
10
Инстру-ментальный
1700
Станки (токарный, шлифовальный,
фрезерный)
1000
200
0,16
0,50
1,73
Кран-балки
200
0,10
0,50
1,73
Прессы
150
0,17
0,65
1,17
Вентиляторы
350
0,65
0,80
0,75
11
Ремонтно-механический цех
1200
Прессы
90
100
0,17
0,65
1,17
Вентиляторы
100
0,65
0,80
0,75
Сварочные трансформаторы
260
0,35
0,50
1,73
Ванна моечная
150
0,60
0,85
0,62
Металлорежущие станки мелкосерийного производства
400
0,16
0,50
1,73
Кран-балки
200
0,10
0,50
1,73
3.2 Определение расчетных электронных нагрузок по цехам
порядок расчета электронных нагрузок разглядим на примере металлообрабатывающего цеха компании (цех №2). По выражению (3.4) определяем
.
Согласно (3.3) действенное число электроприемников
.
Определив значения и , по ([1], табл. П7) способом линейного интерполирования находим
.
По выражению (3.1) определяем расчетную активную силовую нагрузку
кВт.
По выражению (3.5) определяем расчетную реактивную силовую нагрузку
квар.
Для определения нагрузок освещения нужны последующие данные:
— площадь цеха, м2;
— нормируемое
— коэффициент припаса, .
Принимаем для установки в цехе осветительные приборы типа ГСП04-400 с ДРИ-400 , для которых по ([5], табл. 6.6) тип кривой света Д, КПД 60%. При высоте подвеса 8-12 м и площади выше 1500 м2 по ([5], табл. 8.8) удельная мощность общего равномерного освещения Вт / м2.
По выражению (3.7) производим пересчет удельной мощности
Вт / м2.
Для производственных спостроек, состоящих из отдельных больших пролетов, по ([4], стр. 195) коэффициент спроса .
По выражению (3.6) определяем активную нагрузку освещения
кВт.
Принимаем по [6] (). Тогда, согласно выражению (3.8), расчетная реактивная перегрузка освещения
квар.
По выражению (3.9) определяем расчетную активную нагрузку цеха
кВт.
По выражению (3.10) определяем расчетную реактивную нагрузку цеха
квар.
Полная расчетная перегрузка цеха
кВ•А.
Результаты расчета электронных нагрузок для других цехов сведены в таблицы 3.2, 3.3 и 3.4.
Таблица 3.2 — Результаты расчета силовых нагрузок
№ цеха
Заглавие
,
кВт
,
квар
1
Склад сплава и доп оборудования
0,300
13
0,85
165,75
207,79
2
Металлообрабатывающий цех
0,245
22
0,82
561,7
946,83
3
Сварочный цех
0,343
19
0,85
699,13
1208,8
4
Цех окрасочный и гальванопокрытий
0,570
22
0,87
1635,6
1700,8
5
Сборочный цех
0,581
70
0,80
1995,8
2680,9
6
Компрессорная
0,691
22
0,90
1073,5
1738,9
7
Насосная
0,690
10
0,90
216,0
172,93
8
Склад готовой продукции
0,325
20
0,85
193,38
234,61
9
Административное здание
0,571
20
0,87
248,39
206,86
10
Инструментальный цех
0,255
25
0,82
355,06
563,43
11
Ремонтно-механический цех
0,288
24
0,83
286,60
468,08
Таблица 3.3 — Результаты расчета осветительных нагрузок
№ цеха
,
лк
F,
м2
Тип
осветительных приборов
Выс.
подв., м
з,
%
,
Вт / м2
,
Вт / м2
,
кВт
,
квар
1
75
1,4
0,95
1350
ГСП04-400
15
65
1,73
2,5
2,69
3,45
5,97
2
200
1,6
0,95
4800
ГСП04-400
15
60
1,73
2,2
7,82
35,69
61,71
3
200
1,6
0,95
6300
ГСП04-400
15
65
1,73
2,2
7,22
45,49
78,70
4
300
1,4
0,95
6300
ГСП18-400-005
10
75
1,73
2,2
8,8
55,44
164,1
5
300
1,5
0,95
1800
ГСП18-400-005
10
75
1,73
2,2
8,8
15,9
46,87
6
150
1,5
0,95
1800
ГСП18-400-005
10
75
1,73
2,2
4,4
7,93
23,44
7
150
1,5
0,95
1350
ГСП18-400-005
10
75
1,73
2,6
5,2
7,02
20,78
8
75
1,4
0,95
1350
ГСП18-400-005
15
75
1,73
5,5
5,13
6,93
20,51
9
400
1,4
0,9
1500
ЛВП05-4Ч65-003
3
60
0,43
2,7
16,8
25,2
11,59
10
300
1,4
0,95
2700
ГСП18-400-005
15
75
1,73
2,2
8,21
22,18
64,64
11
400
1,4
0,95
1440
ГСП18-400-005
15
75
1,73
2,2
10,95
29,57
87,52
Таблица 3.4 — Результаты расчета электронных нагрузок цехов
№ цеха
Заглавие
,
кВт
,
Квар
,
кВт
,
квар
,
кВт
,
квар
,
кВ•А
1
Склад сплава и доп оборудования
165,75
207,79
3,45
5,97
169,2
213,77
272,7
2
Металлообрабаты-вающий цех
561,7
946,83
35,69
61,71
597,37
1008,5
1172,2
3
Сварочный цех
699,13
1208,8
45,49
78,70
744,61
1287,5
1487,3
4
Цех окрасочный и гальванопокрытий
1635,6
1700,8
55,44
164,1
1691
1864,9
2532,9
5
Сборочный цех
1995,8
2680,9
15,9
46,87
1805,8
2042,7
2730,4
6
Компрессорная
1073,5
1738,9
7,93
23,44
1375,9
1096,9
1763,6
7
Насосная
216,0
172,93
7,02
20,78
223,02
193,7
298,63
8
Склад готовой продукции
193,38
234,61
6,93
20,51
200,31
255,12
325,68
9
Административное здание
248,39
206,86
25,2
11,59
273,59
218,48
351
10
Инструментальный цех
355,06
563,43
22,18
64,64
377,24
629,07
735,26
11
Ремонтно-механический цех
286,60
468,08
29,57
87,52
316,17
555,6
641,23
Произведем анализ приобретенных результатов. Электронные перегрузки насосной, административного строения, сборочного, сварочного цехов и складов невелики, что дозволяет запитать их от трансформаторных подстанций (ТП) примыкающих цехов. Выполним пересчет нагрузок данных объектов с учетом того, что значения коэффициентов расчетных нагрузок в этом случае принимаются как для питающих сетей напряжением до 1 кВ ([4], табл. П6). Результаты пересчета нагрузок сводим в таблицу 4.5.
Таблица 3.5 — Результаты пересчета электронных нагрузок
№ цеха
Заглавие
,
кВт
,
квар
,
кВт
,
Квар
,
кВт
,
квар
,
кВ•А
,
А
1
Склад сплава и доп оборудования
195,0
188,9
3,45
5,97
198,5
194,9
278,7
401,5
7
Насосная
345,0
222,3
7,02
20,78
352,0
243,1
427,8
617,5
8
Склад готовой продукции
227,5
213,3
6,93
20,5
234,4
233,8
331,1
477,9
9
Административное здание
285,5
188,1
25,2
11,6
310,7
199,7
369,3
533,1
10
Инструментальный цех
433
512,2
22,2
65,6
455,2
577,8
735,7
961,7
значения токов, приобретенных в итоге пересчета нагрузок, демонстрируют, что питание всех перечисленных цехов можно выполнить на напряжении 0,4 кВ при помощи кабелей. Запитаем столовую от блока вспомогательных цехов, конструкторское бюро и заводоуправление — от теплового цеха, склады готовой продукции, сплава и полуфабрикатов — от кузнечно-прессового цеха, склады леса, пиломатериалов, шихтовых и формовочных материалов — от модельного цеха.
Рассчитаем нагрузку внешнего освещения:
(3.12)
(3.13)
где — удельная мощность осветительных установок в Вт / м;
L — суммарная длина линий внешнего освещения, м.
Для нормированного значения средней освещенности Е = 4 лк, ширины дорожного покрытия d = 11,25 м, шага осветительных приборов h = 40 м, мощности ламп типа ДРЛ Р = 250 Вт Вт / м ([5], талбл.12.3).
кВт;
квар.
С учетом схемы расположения цехов целенаправлено присоединить нагрузку внешнего освещения к трансформаторной подстанции сборочного цеха (цех №7).
Таблица 3.7 — Итоговая таблица расчетных электронных нагрузок цехов
№ цеха
Заглавие
,
кВт
,
квар
,
кВ•А
1+2
Склад материалов + металообрабатывающий цех
766,57
1222,31
1444,89
5+8
Склад готовой продукции +сборочный цех
2006,15
2297,79
3056,08
3
Сварочный цех
744,61
1287,50
1487,32
4
Окрасочный цех
1691,04
1864,95
2532,89
6+7
Насосная + компрессорная
1598,94
1290,61
2062,27
9+10+11
Административный цех +
ремонтно-механический цех + инструментальный цех
966,99
1403,15
1727,49
Определив электронные перегрузки цехов, можно перейти к выбору цеховых трансформаторов и расчету компенсации реактивной мощности.
4. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности
При проектировании СЭС промышленных объектов выбор числа и мощности силовых трансформаторов, как правило, осуществляется в процессе расчета компенсации реактивной мощности.
4.1 Выбор цеховых трансформаторов
Выбор мощности трансформаторов осуществляется на базе технико-экономического расчетов, исходя из полной расчетной перегрузки объекта, удельной плотности перегрузки, издержек на питающую сеть до 1 кВ, цены утрат электроэнергии в трансформаторах и питающей сети до 1 кВ и остальных причин [4]. При рассредоточенной перегрузке единичная мощность цехового трансформатора приблизительно быть может принята по величине удельной плотности перегрузки
, (4.1)
где Sр — расчетная полная мощность перегрузки объекта, кВ•А;
F — производственная площадь объекта, м2.
Малое число трансформаторов, нужное для питания расчетной активной перегрузки,
, (4.2)
где — номинальная мощность трансформаторов, кВ•А;
— коэффициент загрузки трансформаторов, принимаемый зависимо от группы электроприемников по надежности электроснабжения.
Разглядим порядок расчета числа и мощности трансформаторов сварочного цеха завода. Согласно (4.1)
кВ•А / м2.
Для удельной плотности перегрузки кВ•А / м2 при открытой установке КТП в цехе рекомендуется использовать трансформаторы с единичной мощностью 1600 кВ•А [7]. Примем к установке в сварочном цехе трансформаторы типа ТМГ12-1250/10 номинальной мощностью 1250 кВ•А.
При коэффициенте загрузки , в согласовании с (4.2), малое число трансформаторов, нужное для питания расчетной активной перегрузки,
Принимаем .
Результаты расчетов по остальным цехам сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 — Результаты выбора цеховых трансформаторов
№ цеха
,
кВт
,
квар
,
кВ•А
вT
ST, кВ•А
2
766,57
1222,31
1444,89
0,82
1250
0,75
1
3
2006,15
2297,79
3056,08
0,8
1250
2,01
2
4
744,61
1287,50
1487,32
0,8
1250
0,85
1
5
1691,04
1864,95
2532,89
0,8
1250
1,69
2
6
1598,94
1290,61
2062,27
0,65
1250
1,97
2
11
966,99
1403,15
1727,49
0,82
1000
1,18
2
Технические свойства избранных трансформаторов приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 — Технические свойства трансформаторов
Тип
Номинальная
мощность, кВ•А
Утраты, кВт
Напряжение
недлинного замыкания , %
ток холостого хода
, %
холостого
хода
недлинного замыкания
ТМГ12-1000/10
1000
1,1
10,5
5,5
0,5
ТМГ12-1250/10
1250
1,35
13,25
6
0,5
4.2 Расчет компенсации реактивной мощности
Реактивная мощность, которую можно передать через трансформатор из сети
, (4.3)
где 1,1 — коэффициент, учитывающий допустимую периодическую перегрузку трансформатора.
Суммарная мощность батарей низковольтных конденсаторов (БНК) для данной группы трансформаторов
. (4.4)
Если QНК1 < 0, то следует принять QНК1 = 0 и БНК не устанавливать.
Величина QНК1 распределяется меж цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным перегрузкам. Потом выбираются обычные номинальные мощности БНК для всякого трансформатора.
Покажем на примере определение мощности БНК для сварочного цеха. сеть до 1кВ по выражению (4.3)
квар.
Суммарная мощность БНК по формуле (4.4)
квар.
Мощность БНК, приходящаяся на один трансформатор,
; (4.5)
квар.
По ([8], табл. 1) избираем конденсаторные установки типа АКУ 0,4-500-20У3. Аналогично образом производим выбор БНК для других цехов завода. Результаты сводим в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 — Выбор БНК по аспекту минимума числа трансформаторов
№ цеха
РРН,
кВт
QРН, квар
SТ, кВ•А
NТ
QТ, квар
, квар
, квар
Тип батарей
на один трансформатор
Суммарная мощность БНК с учетом NТ, квар
2
766,57
1222,3
1250
1
826,8
395,5
395,5
АКУ 0,4-375-20У3
375
3
2006,2
2297,8
1250
2
903,0
1394,8
1394,8
АКУ 0,4-350-20У3
1300
4
744,61
1287,5
1250
1
809,7
477,8
477,8
АКУ 0,4-420-20У3
420
5
1691,0
1864,9
1250
2
1407,3
457,7
228,8
АКУ 0,4-240-25У3
240
6
1598,9
1290,6
1250
2
799,1
491,5
245,8
АКУ 0,4-275-25У3
275
11
966,99
1403,2
1000
2
1522,9
-119,8
-59,9
—
—
2620
Для расчета экономического значения реактивной мощности, потребляемой предприятием из энергосистемы, нужно найти утраты мощности в трансформаторах и отыскать нагрузку на шинах РП.
4.3 Определение утрат мощности в трансформаторах
Коэффициент загрузки трансформатора с учетом компенсации реактивной мощности
, (4.6)
где — расчетная перегрузка цеха с учетом компенсации реактивной мощности.
, (4.7)
где — суммарная номинальная мощность конденсаторных установок с учетом числа трансформаторов, квар.
Утраты активной мощности в трансформаторе
. (4.8)
Утраты реактивной мощности в трансформаторе
. (4.9)
Согласно выражениям (4.6) и (4.7) для сварочного цеха завода получим:
кВ•А;
Тогда утраты активной и реактивной мощности в трансформаторах цеха по формулам (4.8) и (4.9) будут последующими:
кВт;
квар.
Аналогичным образом производим расчет утрат мощности в трансформаторах для других цехов завода. Приобретенные результаты сводим в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 — Расчет утрат мощности в трансформаторах
№
цеха
РРН,
кВт
QРН, квар
QНК1, квар
SРН,
кВ•А
NТ
SТ,
кВ•А
вТ
?PТ, кВт
?QТ, квар
2
766,57
1222,3
375
1142,6
1
1250
0,90
12,13
67,27
3
2006,2
2297,8
1300
2240,6
2
1250
0,90
9,53
66,49
4
744,61
1287,5
420
1143,2
1
1250
0,91
12,43
63,76
5
1691,0
1864,9
250
2338,3
2
1250
0,94
12,94
71,86
6
1598,9
1290,6
275
1894,2
2
1250
0,82
8,19
56,92
11
966,99
1403,2
1704,1
2
1000
0,85
10,97
48,56
Сумма
66,2
374,9
4.4 Определение расчетных нагрузок РП
Расчетные активная и реактивная перегрузки на шинах РП с учетом утрат мощности в трансформаторах определяется по формулам:
; (4.10)
(4.11)
где m — число присоединений на сборных шинах 10 кВ РП;
Киi — среднее
Pномi — суммарная номинальная мощность электроприемников i-го присоединения;
PроУ и QроУ — расчетные суммарные активная и реактивная перегрузки освещения;
ДPТУ и ДQТУ — суммарные утраты активной и реактивной мощности в трансформаторах;
PсмУ и QсмУ — самые большие средние значения активной и реактивной мощности силовых электроприемников за более загруженную смену;
tgцi — среднее
Ко — коэффициент одновременности максимумов нагрузок, который определяется зависимо от средневзвешенного коэффициента использования Ки.ср и числа присоединений на сборных шинах РП m.
(4.12)
Для определения больших средних значений активной и реактивной мощности силовых электроприемников за более загруженную смену составим таблицу 4.5.
Таблица 4.5 — Расчетная таблица и
№
цеха
Заглавие
Pном,
кВт
Kи
Pсм,
кВт
Qрс,
квар
Kр
Qсм,
квар
2
Металообрабатывающий цех
3450
0,603
880
2178,7
0,85
2563,1
8
Сборочный цех
4550
0,377
2465
1239,6
0,7
1770,8
3
Сварочный цех
2400
0,253
822,5
738,8
0,677
1091,2
4
Окрасочный цех
3300
0,349
1880
822,3
0,7
1174,7
7
Компрессорная
2700
0,360
1865
610,9
0,85
718,7
11
Ремонтно-механический цех
3400
0,580
1063,8
1978,1
0,842
2349,3
Используя результаты, приобретенные при прошлых расчетах, сформируем таблицу 4.6.
Таблица 4.6 — Расчетная таблица нагрузок РП
№ цеха
Заглавие
Pном,
кВт
Рсм,
кВт
Qсм,
квар
Pрo,
кВт
Qрo,
кВт
?PТ,
кВт
?QТ, квар
2
Металообрабатывающий цех
3450
880
2563,1
35,69
61,71
12,1
67,27
8
Сборочный цех
4550
2465
1770,8
45,49
78,70
9,53
66,49
3
Сварочный цех
2400
822,5
1091,2
55,44
164,1
12,4
63,76
4
Окрасочный цех
3300
1880
1174,7
15,9
46,87
12,9
71,86
7
Компрессорная
2700
1865
718,7
7,93
23,44
8,19
56,92
11
Ремонтно-механический цех
3400
1063,8
2349,3
29,57
87,52
10,9
48,56
Сумма
19800
8976,3
8046,4
254,71
586,9
66,2
374,86
По формуле (4.12) определяем средневзвешенный коэффициент использования
При и числе присоединений от 5 до 8 на сборных шинах РП
По формулам (4.10) и (4.11) находим расчетные перегрузки на шинах РП с учетом утрат мощности в трансформаторах:
кВт;
квар.
Получив значения расчетных нагрузок на шинах РП, можно перейти к определению экономического значения реактивной мощности, потребляемой предприятием из энергосистемы.
4.5 Определение экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы
Расчет делается по математическим ожиданиям активной и реактивной нагрузок на границе балансового раздела электронных сетей компании и энергосистемы.
Математические ожидания расчетных нагрузок пользователя:
(4.13)
(4.14)
где k — коэффициент приведения расчетной перегрузки к математическому ожиданию, k = 0,9,
кВт;
квар.
Экономическое
(4.15)
где — нормативное
(4.16)
где tgцБ — базисный коэффициент реактивной мощности, принимаемый равным 0,25; 0,3 и 0,4 для сетей 6-20кВ, присоединенных к шинам подстанции с высшим напряжением соответственно 35, 110 и 220-330кВ. В нашем случае tgцБ = 0,3;
dmax — отношение употребления энергии в квартале максимума перегрузки энергосистемы к потреблению ее в квартале максимума перегрузки компании (при отсутствии нужных данных принимают dmax=1);
aд — работающая основная ставка тарифа на активную мощность, aд=949833 руб / (кВт•год);
bд — работающая доборная ставка тарифа на активную энергию, bд=735,45 руб / кВт·ч;
k1 — коэффициент конфигурации цен на конденсаторные установки, принимаемый равным повышению ставки двухставочного тарифа на электроэнергию:
(4.17)
где a — основная ставка тарифа на активную мощность на момент принятия методики, a = 60 руб / (кВт•год);
b — доборная ставка тарифа на активную энергию на момент принятия методики, b = 1,8 коп / кВт·ч;
Тmax — число часов использования наибольшей перегрузки компании.
Для станкостроительных заводов при двухсменном режиме работы можно принять Тmax = 4000 часов в год ([4], табл. П3). Тогда
.
Нормативное
.
Экономически целесообразное
квар.
Произведем анализ баланса реактивной мощности на границе раздела электронных сетей компании и энергосистемы:
; (4.18)
квар.
Потому что , нужно находить пути получения недостающей реактивной мощности. Для одно-, двух- и трехсменных компаний рассматривается необходимость доборной установки БНК.
4.6 Определение необходимости установки доп БНК
Для определения необходимости установки доп БНК нужно отыскать сеть напряжением до 1 кВ.
При потреблении реактивной мощности из энергосистемы, превосходящем экономическое
; (4.19)
где Знк — удельные Издержки на компенсацию реактивной мощности установками БНК, руб / квар;
СQП — удельная стоимость употребления реактивной мощности и энергии при превышении экономического значения, руб / (квар·год);
А — расчетная величина, характеризующая Издержки на утраты активной мощности при передаче реактивной мощности в сеть напряжением до 1 кВ.
Произведем расчет удельных издержек на компенсацию реактивной мощности установками:
(4.20)
где Снк — удельная стоимость низковольтных конденсаторных батарей;
Зрнк — удельные Издержки на утраты активной мощности в установках БНК, руб. / квар.
, (4.21)
где — базисная удельная стоимость БНК; принимается из спектра 7,5-10,5 руб / квар (наименьшие значения соответствуют огромным мощностям конденсаторных установок). Примем руб / квар.
Удельные Издержки на утраты активной мощности в БНК
(4.22)
где Срг — удельная стоимость утрат активной мощности в компенсирующих установках, руб / кВт.
— удельные утраты активной мощности в БНК; кВт / квар.
, (4.23)
где Тг — годичный фонд рабочего времени, при двухсменной работе принимают Тг = 4000 ч ([4], табл. 5.2).
Удельная стоимость употребления доборной реактивной мощности и энергии при превышении экономического значения определяется по формулам:
— при наличии на предприятии устройств учета наибольшей реактивной мощности
(4.24)
— при их отсутствии
(4.25)
где С2 — плата за 1 квар потребляемой реактивной мощности, превосходящей экономическое
d2 — плата за 1 кварч потребляемой реактивной энергии, которую принимают равной:
— при расчете по формуле (4.24) d2 = 0,09 коп / кварч;
— при расчете по формуле (4.25) d2 = 0,2 коп. / кварч;
TмQП — годичное число часов использования наибольшей реактивной мощности при потреблении, превосходящем экономическое
Величина TмQП определяется зависимо от соотношения степени компенсации и дела натуральной малой перегрузки к натуральной наибольшей перегрузке Км по последующим выражениям:
— при (4.26)
— при . (4.27)
Степень компенсации
, (4.28)
где Qпэ — величина потребляемой из энергосистемы реактивной мощности, превосходящей экономическое
При двухсменной работе принимают Км = 0,8 ([4], табл. 5.2).
По формуле (4.21) удельная стоимость низковольтных конденсаторных батарей
руб / квар.
Согласно (4.23) удельная стоимость утрат активной мощности в компенсирующих установках
руб / квар.
Удельные Издержки на утраты мощности в БНК по выражению (4.22)
руб / квар.
Удельные Издержки на компенсацию реактивной мощности установками БНК по формуле (4.20)
руб / квар.
Степень компенсации согласно выражению (2.28)
.
Потому что (0,759 < 0,8), то годичное число часов использования наибольшей реактивной мощности при потреблении, превосходящем экономическое
ч.
Удельная стоимость употребления доборной реактивной мощности и энергии определяется по формуле (4.24), так как на предприятии имеются приборы учета наибольшей реактивной мощности:
руб / квар.
По формуле (4.19) сеть напряжением до 1 кВ,
другими словами < 0, а означает получать реактивную мощность из энергосистемы нерентабельно. Как следует, целесообразна установка доп БНК. Принимаем квар.
Находим общую расчетную мощность БНК компании:
; (4.29)
квар.
Распределяем Qнк2 прямо пропорционально реактивным перегрузкам цехов:
. (4.30)
Расчетная мощность БНК на один трансформатор
. (4.31)
Исходя из данной величины избираем БНК с наиблежайшей обычной мощностью.
к примеру, для сварочного цеха
квар.
Расчетная мощность БНК на один трансформатор
квар.
Устанавливаем на любой трансформатор по одной батарее типа АКУ 0,4-350-25У3. Для других цехов компании расчет производится аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 4.7.
Таблица 4.7 — Распределение мощности БНК меж цеховыми ТП
№ цеха
Заглавие
NТ
Qрн, квар
Qнк1, квар
Qнк2, квар
Q’нк2, квар
Тип батарей
Суммарная мощность БНК с учетом NТ, квар
2
Металообрабаты-вающий цех
1
1222,3
800
140,46
500
2xАКУ 0,4-275-25У3
550
8
Сборочный цех
2
2297,8
480
165,4
712,5
2xАКУ 0,4-380-20У3
1520
3
Сварочный цех
1
1287,5
420
143,80
545
2xАКУ 0,4-325-25У3
650
4
Окрасочный цех
2
1864,9
350
267,70
237,5
АКУ 0,4-240-25У3
480
7
Компрессорная
2
1290,6
175
168,35
212,5
АКУ 0,4-200-20У3
400
11
Ремонтно-механический цех
2
1403,1
700
232,59
100
АКУ 0,4-100-25У3
200
3800
Согласно таблице 4.7 фактическая суммарная мощность БНК компании:
квар.
Произведем анализ баланса реактивной мощности на границе раздела с энергосистемой:
; (4.32)
квар.
сейчас определим расчетные электронные перегрузки с учетом принятых конденсаторных батарей, найдем действительные коэффициенты загрузки трансформаторов, произведем пересчет утрат мощности в трансформаторах с учетом реальных коэффициентов загрузки. Нужные расчетные формулы приведены в пт 4.3, каталожные данные трансформаторов — в таблице 4.2. Результаты расчетов сводим в таблицы 4.8 и 4.9.
Таблица 4.8 — Расчетные перегрузки с учетом компенсации реактивной мощности
№
цеха
Заглавие
РРН,
кВт
QРН,
квар
QНК,
квар
SРН,
кВ•А
NТ
SТ,
кВ•А
вт
2
Металообрабатывающий цех
766,57
1222,3
550
1019,6
1
1250
0,82
8
Сборочный цех
2006,1
2297,8
1520
2151,6
2
1250
0,86
3
Сварочный цех
744,61
1287,5
650
980,23
1
1250
0,78
4
Окрасочный цех
1691,0
1864,9
480
2185,8
2
1250
0,87
7
Компрессорная
1598,9
1290,6
400
1830,2
2
1250
0,73
11
Ремонтно-механический цех
966,99
1403,1
200
1543,6
2
1000
0,77
Коэффициент загрузки трансформаторов компрессорной, относящейся к первой группы по надежности электроснабжения, составляет 0,73, что допустимо, так как применяемая методика дает несколько завышенные значения расчетных нагрузок.
Согласно [4] значения коэффициентов загрузки трансформаторов двухтрансформаторных подстанций, питающих в большей степени электроприемники 2-ой группы, в обычном режиме должны находиться в границах 0,85-0,9. загрузка трансформаторов окрасочного и сборочного цехов соответствует данному требованию. В послеаварийном режиме неответственные электроприемники обозначенных цехов подлежат отключению.
Электроприемники металлообрабатывающего и сварочного цеха питаются от однотрансформаторных подстанций. Резервирование электроснабжения в данном случае осуществляется по стороне 0,4 кВ.
Таковым образом, коэффициенты загрузки трансформаторов всех ТП компании имеют допустимые значения.
Таблица 4.9 — Утраты мощности в трансформаторах и расчетные перегрузки
№
цеха
Заглавие
NТ
SТ,
кВ•А
вт
?PТ,
кВт
?QТ, квар
С учетом утрат и компенсации
Рр,
кВт
Qр,
квар
Sр,
кВ•А
2
Металообрабатываю-щий цех
1
1250
0,82
10,2
56,2
766,57
1222,3
1019,62
8
Сборочный цех
2
1250
0,86
22,3
123,6
2006,15
2297,7
2151,64
3
Сварочный цех
1
1250
0,78
9,5
52,4
744,61
1287,5
980,23
4
Окрасочный цех
2
1250
0,87
23,0
127,2
1691,04
1864,9
2185,80
7
Компрессорная
2
1250
0,73
16,9
92,9
1598,94
1290,6
1830,25
11
Ремонтно-механический цех
2
1000
0,77
14,7
75,5
966,99
1403,1
1543,58
5. Построение картограммы и определение условного центра электронных нагрузок
При определении мест установки ТП, РП и компенсирующих устройств реактивной мощности нужно иметь информацию о распределении электронных нагрузок по местности промышленного объекта. С данной целью строят картограмму электронных нагрузок. Картограмма нагрузок располагается на плане компании в виде окружностей, площади которых в определенном масштабе показывают величины электронных нагрузок. При всем этом центры окружностей совпадают с условными центрами электронных нагрузок соответственных цехов.
Как правило, строится картограмма активных нагрузок. При всем этом для всякого i-го цеха расчетная активная перегрузка
, (5.1)
где — расчетные активные силовая и осветительная перегрузки i-го цеха.
Для всякого цеха радиус круга находится из условия равенства активной мощности перегрузки площади круга:
(5.2)
где m — принятый масштаб картограммы, кВт/мм2.
Из выражения (5.2) радиус круга
(5.3)
Любой круг делится на секторы, надлежащие осветительной и силовой перегрузкам. Угол сектора осветительной перегрузки в градусах рассчитывается по формуле
. (5.4)
Угол сектора силовой перегрузки в градусах
. (5.5)
Величины осветительной и силовой нагрузок указываются на картограмме.
Условный центр электронных нагрузок (ЦЭН) находят для определения места размещения РП. Для этого за ранее на план компании, состоящего из п цехов, наносится декартова система координат и определяются координаты X и Y каждой перегрузки Ррi. Опосля этого разыскиваемые координаты условного ЦЭН компании определяют по последующим формулам:
(5.6)
. (5.7)
Размещение промышленного РП выбирается на генплане компании по способности смещенным от ЦЭН в сторону ИП так, чтоб не было оборотных потоков мощности по линиям 10 кВ.
Принимаем малый зрительно различимый радиус окружности мм. Данному радиусу, согласно таблице 3.4, соответствует малая расчетная перегрузка кВт (склад шихтовых и формовочных материалов).
Пользуясь формулой (5.2), вычисляем масштаб картограммы
кВт / мм2.
Приобретенный масштаб равен : кВт / мм2.
Расчетная активная перегрузка литейного цеха в согласовании с (5.1)
кВт.
Радиус круга, соответственного данной перегрузке, по (5.3)
мм.
По формулам (5.4) и (5.5) определяем углы секторов осветительной и силовой нагрузок литейного цеха:
Производим подобные расчеты для других цехов. Результаты сводим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 — Углы секторов осветительных и силовых нагрузок
№ цеха
Заглавие
Ррс,
кВт
Рро,
кВт
Рр,
кВт
,
мм
,
град
,
град
1
Склад сплава и доп оборудования
165,7
3,45
169,2
6,7
8
352
2
Металлообрабатывающий цех
561,7
35,69
597,4
12,6
23
337
3
Сварочный цех
699,13
45,49
744,6
14,1
22
338
4
Цех окрасочный и гальванопокрытий
1635,6
55,44
1691,0
21,2
12
348
5
Сборочный цех
1995,8
15,9
1805,8
21,9
4
356
6
Компрессорная
1073,5
7,93
1375,9
19,1
3
357
7
Насосная
216,0
7,02
223,0
7,7
12
348
8
Склад готовой продукции
193,4
6,93
200,3
7,3
13
347
9
Административное здание
248,4
25,2
273,6
8,5
34
326
10
Инструментальный цех
355,1
22,18
377,2
10,0
22
338
11
Ремонтно-механический цех
286,6
29,57
316,2
9,2
3
357
Картограмма электронных нагрузок представлена на генплане компании. В таблице 5.2 приведены координаты центров электронных нагрузок цехов, определенные по генплану завода.
Таблица 5.2 — Координаты центров электронных нагрузок цехов компании
№ цеха
Заглавие
Рр,
кВт
X, м
Y, м
Х•Рр,
кВт•м
Y•Рр,
кВт•м
1
Склад сплава и доп оборудования
169,2
84,4
377,8
14287,49
63919,77
2
Металлообрабатывающий цех
597,4
183,7
352,9
109730,8
210823,6
3
Сварочный цех
744,6
334,1
111,8
248738,4
83210,64
4
Цех окрасочный и гальванопокрытий
1691,0
334,1
217,7
564891,9
368071,8
5
Сборочный цех
1805,8
322,4
117,9
582275
212872,4
6
Компрессорная
1375,9
84,4
235,4
116182,7
323822,8
7
Насосная
223,0
84,4
151,3
18831,81
33731,78
8
Склад готовой продукции
200,3
318,1
82,2
63717,02
16467,07
9
Административное здание
273,6
218,5
82,2
59783,79
22491,42
10
Инструментальный цех
377,2
190,3
225,1
71772,92
84915,82
11
Ремонтно-механический цех
316,2
218,5
143,5
69088,81
45376,29
Сумма
774,3
—
—
1919301
1465703
Координаты ЦЭН компании по формулам (5.6) и (5.7):
м;
м.
ЦЭН с надлежащими координатами указан на генплане компании. Разместим РП в цехе №4, сместив его от центра электронных нагрузок в сторону источника питания.
6. Разработка схемы электроснабжения компании и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ
В согласовании с заданием на проектирование электроснабжение завода осуществляется от подстанции 110/10 кВ энергосистемы, находящейся за территорией компании. На подстанции установлены два трансформатора типа ТРДН с единичной номинальной мощностью 63 МВ•А.
Для приема и распределения электроэнергии на напряжении 10 кВ на заводе предусмотрен РП, который комплектуется камерами типа КСО. РП запитывается от подстанции 110/10 кВ трехжильными кабелями марки ААБл (с дюралевой жилой в дюралевой оболочке с броней из железных лент). Длина питающей полосы составляет 1,2 км.
В СЭС предусмотрена раздельная работа линий и трансформаторов, что дозволяет понизить значения токов недлинного замыкания, упростить схемы коммутации и релейной защиты.
Распределительная сеть напряжением 10 кВ производится кабелями мраки ААШвУ (с дюралевой жилой в дюралевой оболочке с пропитанной картонной изоляцией с защитным покровом в виде выпрессованного ПВХ шланга), проложенными открыто в воздухе и в кабельных сооружениях. Кабели прокладываются вдоль спостроек и проездов с учетом меньшего их расхода.
Распределение электронной энергии на напряжении 10 кВ может осуществляться по круговым, магистральным и смешанным схемам зависимо от расположения потребителей, их мощности и требуемой степени бесперебойности питания. Наибольшее распространение на практике получили смешанные схемы электроснабжения, при которых питание больших и ответственных приемников осуществляется по круговой схеме, а средних и маленьких, при упорядоченном расположении ТП, — по магистральным линиям. Такие схемы внутреннего электроснабжения, как правило, имеют наилучшие технико-экономические характеристики.
Магистральные схемы обычно строятся с внедрением одиночных, питающих однотрансформаторные ТП, и двойных сквозных магистралей, питающих двухтрансформаторные ТП. В обычном режиме трансформаторы двухтрансформаторных ТП работают раздельно, а при повреждении одной из магистралей питание автоматом переводится на оставшуюся в работе магистральную линию при помощи устройства АВР. Обоюдное резервирование однотрансформаторных подстанций осуществляется с помощью кабельных либо шинных перемычек на вторичном напряжении. Пропускная способность перемычек составлять 20…30% номинальной мощности трансформатора.
При применении магистральных схем электроснабжения силовые трансформаторы присоединяются к линиям 10 кВ через выключатели перегрузки. При круговых схемах питания допускается глухое присоединение трансформаторов к линиям 10 кВ.
задачка разработки схемы электроснабжения и конфигурации распределительной сети многокритериальная. Схема электроснабжения обязана с меньшими затратами обеспечить нужную надежность электроснабжения, требуемое свойство электроэнергии у приемников, удобство и сохранность эксплуатации, возможность предстоящего развития.
В проектной практике для разработки рациональной конфигурации схемы электроснабжения используют повариантный способ, согласно которому намечается несколько вариантов и из их на базе технико-экономического сопоставления выбирается наилучший. Важными критериями при проведении технико-экономических расчетов является обеспечение экономической и энергетической сопоставимости рассматриваемых вариантов.
Варианты распределительных сетей и схем электроснабжения на напряжение выше 1 кВ приведены на рисунках 6.1 и 6.2.
Набросок 6.1- Варианты распределения сетей 10 кВ компании
Набросок 6.2 — Варианты системы электроснабжения компании
Данные по компоновке схем электроснабжения для рассматриваемых вариантов приведены в таблице 6.1
Таблица 6.1 — Данные по компоновке схем электроснабжения
№ цеха
Заглавие
NТ
SТ, кВ•А
№ТП
Вариант 1
2
Металообрабатываю-щий цех
1
1250
ТП2
8
Сборочный цех
2
1250
ТП8
3
Сварочный цех
1
1250
ТП3
4
Окрасочный цех
2
1250
ТП4
7
Компрессорная
2
1250
ТП7
11
Ремонтно-механический цех
2
1000
ТП11
Вариант 2
2
Металообрабатываю-щий цех
1
1250
ТП2
8
Сборочный цех
2
1250
ТП8
3
Сварочный цех
1
1250
ТП3
4
Окрасочный цех
2
1250
ТП4
7
Компрессорная
2
1250
ТП7
10
Инструментальный цех
2
1000
ТП10
При технико-экономическом сопоставлении выбор целесообразного варианта создавать по условию минимума дисконтированных издержек, которые в общем виде определяются по выражению
, (6.1)
где ф — расчетный год;
t — год, Издержки и результаты которого приводятся к расчетному году;
T — расчетный период, лет;
— финансовложения в рассматриваемом варианте в год t, руб.;
— годичные эксплуатационные расходы, руб.;
r — настоящая процентная ставка.
В качестве расчетного года, к которому приводятся все издержки, обычно принимается более ранешний из всех рассматриваемых вариантов календарный год, предыдущий началу использования оборудования. Приведение разновременных издержек всех лет к расчетному году осуществляется методом умножения их величины за любой год на коэффициент приведения . тут настоящая процентная ставка r — это ставка (норма) дисконта с учетом , (6.2)
где — нормативный коэффициент эффективности серьезных вложений; величина принимается не ниже безрисковой ставки по другому вложению капитала ([4], стр. 57);
d — уровень И обязана быть учтена при проведении расчетов в нестабильной валюте, что типично для государств с экономикой переходного периода, также при продолжительном сроке службы вкладываемого капитала [9].
Произведем расчет настоящей процентной ставки для Республики Беларуси. Работающая процентная ставка Беларусбанка по вкладам в белорусских рублях составляет 32% в год. Из данной числа должен исходить инвестор при поиске других путей вложения валютных средств. Официально уровень .
За исходный год расчетного периода, к которому обычно приводят все Издержки, принимается год начала финансирования работ по сооружению объекта, . Конечный год расчетного периода T определяется моментом окончания всего актуального цикла оборудования, другими словами . В этом случае формула (6.1) воспринимает последующий вид:
. (6.3)
Финансовложения в объект проектирования рассчитываются по формуле
, (6.4)
где , , , — соответственно цены оборудования, проектных, строительно-монтажных и пусконаладочных работ, руб.
Величины , и можно найти, используя сборники ресурсно-сметных норм проектно-изыскательских, строительно-монтажных и пусконаладочных работ соответственно, с учетом поправочных коэффициентов по любому виду работ. Для облегчения технико-экономических расчетов согласно [10] приближенно можно принять: стоимость проектных работ — до 10% от цены строительно-монтажных работ; стоимость строительно-монтажных работ — 25-30% от цены оборудования; стоимость пуско-наладочных работ — 3-5% от цены оборудования.
Как следует, финансовложения в проектируемый объект в облегченном виде
; (6.5)
.
Серьезные вложения в электрооборудование СЭС компании
, (6.6)
где — серьезные вложения в трансформаторные подстанции, руб.;
— серьезные вложения в конденсаторные установки, руб.;
— серьезные вложения в ячейки РП, руб.;
— серьезные вложения в кабельные полосы, руб.
Серьезные вложения в трансформаторные подстанции
, (6.6)
где — серьезные вложения в i-ую ТП, руб.;
n — количество ТП.
Серьезные вложения в конденсаторные установки
, (6.7)
где — серьезные вложения в i-ую КУ, руб.;
n — количество установок.
Серьезные вложения в ячейки РП
, (6.8)
где — серьезные вложения в i-ую ячейку РП, руб.;
n — количество ячеек.
Серьезные вложения в кабельные полосы
, (6.9)
где — удельная стоимость 1 км i-ой кабельной полосы, руб / км;
— протяженность i-ой кабельной полосы, км;
n — количество кабельных линий.
Годичные эксплуатационные расходы
, (6.10)
где — амортизационные отчисления, руб.;
]]>