Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу.

Определение потерь мощности в ТП.

 

Выбираем трансформаторы ТСЗЛ-1000-10

DP_хх=2 кВт, DP_кз= 8,7 кВт, I_хх=1%, U_кз=6%

 

ТП1-2:

Кз=0.78

N=3

ТП3-4:

Кз=0.78

N=4

ТП5-6:

Кз=0.81

N=4

 

Суммарные потери в трансформаторах:

 

ΣР_1-11=75,49 кВт

ΣQ_1-11=478,93 квар

 

 

Расчет компенсации реактивной мощности

На шинах 10 кВ ГПП.

Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.

Резервная мощность:

Q_рез=0.1×ΣQ_расч =0.1×(Q_р0,4+ΔQ_т)=

=0.1×(5800,9 +478,93)=627,98 кВар.

Мощность, поступающая от энергосистемы:

Q_э=0.25×ΣP_р=0.25×(P_р0,4+ΔP_т+Р_сд)

Q_э =0.25×(8126,26+75,49+1700)=2475 квар.

Мощность ВБК определим из условия баланса реактивной мощности:

Q_ВБК=Q_р0,4+ΔQ_т+Q_рез -Q_э –Q_НБК-Q_сд

Q_ВБК=5800,9+478,93+627,98-2475-2750-816 = 866,81 квар.

ВБК выбираем типа 2хУКЛ –10,5-450 У3

Определение расчетной мощности синхронных двигателей.

 

Для компенсации реактивной мощности на стороне ВН используем СД 7-го цеха.

Р_{н СД} =500 кВт; cos j = 0,9; N_СД =4; к _з = b = 0.85.

Определим расчетные мощности для СД:

Р _{р СД} = Р _{н СД} ´ N_СД ´ к _з =500 ´ 4 ´ 0.85 =1700 кВт.

Q _{р СД} = Р _{р СД} ´ tg j = 1700 ´ 0,48= 816 квар.

 

Выбираем тип двигателя СДН-32-18-34-24УХЛ-4

со следующими характеристиками: Р_ном = 500 кВт; U_ном = 10кВ; f = 3000Гц; cosf = 0,9; = 0,2.

 

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведены в таблице 2.5 - Уточненный расчет нагрузок по заводу.

 

Таблица 2.5 -Уточненный расчет злектрических нагрузок по заводу.

 

Номер ТП	Номер цеха	n	Pn min	Pn max	ΣPн	Ки	Средняя мощность	nэ	Км	Расчетные мощности	Кз
Рсм, кВт	Qсм, квар	Рр, кВт	Qp, квар	Sp, кВА
ТП 1 (2*1000)						0,51		149,93		1,11
ТП 2 (1*1000)							612,12
ΣSн.тр=3000							165,27
ΣQнбк=750							408,08
								73,5
Силовая								1408,9			1587,3	1408,9
Осветительная											493,79	168,93
Qнбк									-750
Итого								2081,09	827,83	2239,7	0,75
ТП 3 (2*1000)						0,38		1958,79
ТП 4 (2*1000)							260,15
Силовая							2218,94	2175,00	2218,94
ΣSн.тр=4000
ΣQнбк=1000
Осветительная											407,37	126,47
Qнбк												-1000
Итого											2488,46	1345,41	2828,88	0,71
ТП 5 (2*1000)						0,54		94,5		1,08
ТП 6 (2*1000)	9.А						131,25
ΣSн.тр=4000
ΣQнбк=1000							459,09
							110,18
Силовая							915,02		1100,52	915,02
Осветительная											1948,25	934,66
Qнбк												-1000
Итого											3048,77	780,65	3147,13	0,79
Итого на 0,4 кВ											7618,32	2953,89
ΣΔPтр ТП и ΣΔQтр ТП											75,49	478,93
Итого на 0,4/10 кВ											7693,82	3432,82
Qвбк												-900
СД												-816
											9393,82	1716,82	9478,85

Выбор схемы внешнего электроснабжения

При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов. Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.

Питание сахарного завода осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено 2 трех обмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением U=110 кВ. Работа трансформаторов раздельная. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 3,5 км. Завод работает в 3 смены.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта:

1. I вариант – ЛЭП 110 кВ;

2. II вариант – ЛЭП 10 кВ

I Вариант

 

 

Рисунок 3.1 - I вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по I варианту.

 

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Выбираем два трансформатора мощностью 6300 кВА.

 

Коэффициент загрузки:

 

Таблица 3. 1 - Паспортные данные трансформатора

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВт	Напряжение кз, %	Ток хх, %
ВН	НН	хх	кз
ТМН-6300/110		6,6;11	6,5		10,5	0,5

 

Потери мощности в трансформаторах:

активной:

 

реактивной:

 

Потери энергии в трансформаторах.

При трехсменном режиме работы Т_вкл=6000 ч. Т_макс=4500 ч, тогда время максимальных потерь:

 

Потери активной мощности в трансформаторах:

ΔW_тр.гпп=2(ΔP_хх×T_вкл+ΔP_кз× τ ×K_з²);

ΔW_тр.гпп=2(6,5×6000+35×2886,21×0,77²)=194695,24 кВтч.

 

2. ЛЭП–110 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

 

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

.

 

Ток аварийного режима:

I_а=2×I_р=2×24,56=49,12А.

 

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

где j=1,1 А/мм² экономическая плотность тока при Т_м=4500ч и алюминиевых проводах.

Принимаем провод АС –25/7 с I_доп=135 А.

 

Проверим выбранные провода по допустимому току.

При расчетном токе:

I_доп=135А>I_р=24,56 А.

При аварийном режиме:

I_{доп ав}=1,3xI_доп=1,3x135=175,5 A>I_ав=49,12 A.

Потери электроэнергии в ЛЭП:

где R=r₀×L=0,4×5,5=2,2Ом,

где r₀=0,4 Ом/км - удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 25 мм², l=5,5 км - длина линии.

 

3.Выбор выключателей, разъединителей и ОПН на U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 3.2) и рассчитаем ток короткого замыкания в о.е.

 

 

Рисунок 3.2 – Схема замещения

 

S_б=100 МВА; х_с=0,2; U_б=115 кВ.

;

 

Выбираем выключатели В1 и В2

Выключатель ABB LTB 145 D1/B

U_ном=110 кВ ≥ U_уст=110 кВ;

I_ном=3150 А > I_ав=48,34 А;

I_откл=40 кА > I_k1=2,5 кА;

I_терм= 40 кА > i_y·I_к-1=11,25 кА;

I_отк·t_пр= 40·2=80 кА > I_k-1²·t_{п ср}=2,5²·0,14=0,875 кА.

 

Разъединитель РГ 110/1000 УХЛ 1

U_ном=110 кВ ≥ U_уст=110 кВ;

I_ном=1000А >I_ав=48,34 А;

I_дин=80 кА> i_y=4,335 кА;

I_терм= 25 кА> i_y·I_к-1=10,222 кА.

 

ОПН EXLIM R

U_ном=42-168 кВ

 

Расчет затрат на I вариант.

 

1) Затраты на трансформаторы ГПП:

К_{тр ГПП}=2·62 700 000=125 400 000 тг.

 

2) Затраты на выключатели В1 и В2:

К_В1,В2=2·4 620 000 = 9 240 000 млн. тг.

 

3) Затраты на ЛЭП:

К_уд=147 000 тг./км.

К_ЛЭП=L·К_уд=5,5·147 000=808 500 тг.

 

4) Затраты на разъединители:

К_разъед=2·300 000 = 600 000 тг

 

5) Затраты на ОПН:

К_ОПН=4·К_уд=4·1 672 000=6 688 000 тг.

 

Суммарные затраты на оборудование первого варианта:

К_Σ1= К_{тр гпп} + К_В1,В2 + К_ЛЭП + К_разъед+ К_ОПН

К_Σ1=125 400 000+9 240 000+808 500+600 000+6 688 000=142 736 500 тг.

 

Определим издержки

 

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

И_{экс ЛЭП}= Еэкспл.лэп·Клэп=0,028·808 500=22 638 тг.

 

Амортизация ЛЭП:

И_{а ЛЭП}= Еа лэп·К_ЛЭП=0,028·808 500=22 638 тг.

 

Издержки на эксплуатацию оборудования:

И_{экс об}= Еэкспл.обор·SКобор =0,03·142 537 000=4 276 110 тг.

где SКобор – суммарные затраты без стоимости ЛЭП.

 

Амортизация оборудования:

И_{а об}= Еа обор·SКобор =0,063·142 537 000=8 979 831 тг.

 

Стоимость потерь:

Ипот=Сo·(Wтргпп+Wлэп)=14·(339662,516+178005,697)=7 247 355 тг.

Сo=14 тг/кВт×ч

 

Суммарные издержки:

И_Σ1=Иа+Ипот+Иэ,

И_Σ1=22 638+8 979 831+7 247 355 +22 638+ 4 276 110=20 548 572 тг.

 

Приведенные суммарные затраты

З_I=Е×ΣК_I+ΣИ_I,

где Е=0,12-нормативный коэффициент эффективности капвложений

З_I=0,12·142 736 500+20 548 572=37 665 780 тг.

 

3.3. II Вариант

 

Рисунок 3.5. Третий вариант схемы электроснабжения.

 

ЛЭП –10 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

Ток аварийного режима:

I_а=2×I_р=2×280=560 А

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

где j=1,1 А/мм² экономическая плотность тока при Т_м=4500ч и алюминиевых проводах.

Максимальное сечение провода на напряжение 10 кВ составляет 120 мм², для моего случая надо принять 2x120=240мм², что конструктивно не целесообразно. Дальнейший расчет по этому варианту не производим.

 

Выбираем I вариант.

 

4. Выбор оборудования U=10 кВ.