Федеральне агентство освіти
Політехнічний університет
Електротехнічний інститут
Електропостачання промислових підприємств
Кафедра ЕСПП
Техніко-економічне обгрунтування вибору
компенсуючих пристроїв і напруги живильної лінії ГПП
вагоноремонтного заводу
Курсовий проект
з дисципліни "Спеціальні питання ЕСПП"
Виконав: студент гр
Перевірив: професор
живильної лінії ГПП вагоноремонтного заводу
1. Розрахунок по добовому графіку електричних навантажень
вагоноремонтного заводу середньої і максимальної навантажень
2. Побудова річного графіка за тривалістю і
визначення часу використання максимуму навантаження
3. Вибір трансформаторів на ГПП
4. Визначення економічно доцільного режиму роботи трансформаторів
5. Розподіл навантаження між паралельно працюючими трансформаторами
6. Річні втрати потужності і електроенергії в трансформаторах
7. Техніко-економічне обгрунтування вибору напруги живильної лінії ГПП
7.1 Вибір і обгрунтування схеми зовнішнього електропостачання
7.2 Вибір перетину провідників для двох класів напруг
7.3 Техніко-економічні порівняння розглянутих варіантів ВЛЕП
8. Техніко-економічні розрахунки по вибору варіанта ГПП
8.1 Капітальні витрати на трансформатори і вартість втрат
електроенергії в них
8.2 Повні витрати за варіантами
9. Вибір оптимального варіанта схеми зовнішнього електропостачання
II. Техніко-економічне обгрунтування вибору компенсуючих
пристроїв у системі електропостачання вагоноремонтного заводу
1. Вибір схеми електропостачання підприємства для визначення
реактивної потужності, що підлягає компенсації
2. Складання балансу реактивної потужності і вибір двох
варіантів її компенсації
3. Техніко-економічне порівняння варіантів
4. Розподіл потужності батарей конденсаторів по вузлах
навантаження ковальського цеху
Висновок
Література
I. Техніко-економічне обгрунтування вибору напруги живильної лінії ГПП вагоноремонтного заводу
1. Розрахунок по добовому графіку електричних навантажень вагоноремонтного заводу середньої і максимальної навантажень
Вибираємо характерний добовий графік електричних навантажень згідно галузі близькою для нашого підприємства. Приймаються добовий графік хімічного комбінату.
Потужність кожної ступені:
де:
Таким чином, для характерного добового графіка, представленого на рис.1 отримаємо:
Аналогічно для інших ступенів. Результати розрахунків активних і реактивних потужностей ступенів наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
Таким чином, отримуємо добовий графік:
Рис.1 Характерний добовий графік електричних навантажень
Рис. 2 Річний графік навантаження за тривалістю використання активної потужності
Споживана активна і реактивна добова енергія:
Середня повна потужність підприємства за добу:
З річного графіка навантаження за тривалістю визначаємо
З добового графіка навантажень заводу визначаємо:
Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка навантаження:
За
Визначаємо номінальну потужність трансформатора:
Намічаємо для подальшого розгляду трансформатори двох номінальних потужностей:
При цьому коефіцієнт завантаження трансформатора:
Визначаємо допустиму систематичну перевантаження трансформаторів згідно з добовим графіком:
За рахунок нерівномірності річного графіка навантаження (недовантаження у весняно-літній період) може бути допущена додаткова перевантаження, але не більше 15%:
Визначаємо сумарну допустиму перевантаження трансформаторів у нормальному режимі при максимальному навантаженні заводу:
Перевіряємо можливість роботи трансформатора в післяаварійному режимі при перевантаженні 40% і забезпеченні споживачів I і II категорії:
де
Це підвищення втрат враховується за допомогою економічного еквівалента реактивної потужності.
У подальших розрахунках будемо розглядати два варіанти значень напруги живильної лінії ГПП хімічного комбінату: 35 кВ і 110 кВ.
Для U НОМ = 35 кВ До ЕК = 0,12
U НОМ = 110 кВ До ЕК = 0,1
Варіант 1:
· ТМН - 4000/35
Наведені втрати:
Сумарні наведені втрати для першого трансформатора:
Сумарні наведені втрати для другого трансформатора:
Сумарні наведені втрати для двох трансформаторів:
Криві наведених втрат для одного працюючого трансформатора і для двох трансформаторів будуються на основі отриманих рівнянь.
Для побудови кривих наведених втрат складемо таблицю зміни
Таблиця 2
Рис. 3 Графіки наведених втрат для варіанту 1 ( ; 
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Визначимо аналітично потужність (
Похибка між графічним і аналітичним способами становить:
Для інших варіантів розрахунок аналогічний, результати розрахунків зводимо в таблиці.
Варіант 2:
· ТМН - 6300/35
Таблиця 3
Похибка між графічним і аналітичним способами становить:
Рис. 4 Графіки наведених втрат для варіанту 2 ( ; 
1 - працює два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Варіант 3:
· ТМН - 4000/110
Таблиця 4
Рис. 5 Графіки наведених втрат для варіанту 3 (
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Варіант 4:
· ТМН - 6300/110
Таблиця 5
Рис. 6 Графіки наведених втрат для варіанту 4 (
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Втрати активної потужності складаються з втрат на нагрівання обмоток трансформатора, що залежать від струму навантаження, і з втрат на нагрів сталі сердечника магнітопроводу (перемагнічування і вихрові струми), що не залежать від навантаження.
Втрати потужності в трансформаторі можуть бути визначені за довідковим даними наступним чином:
Втрати електроенергії:
Розглянемо два випадки:
1) Коли працює один трансформатор. У цьому випадку:
2) Коли працюють обидва трансформатора, але роздільно, тобто секційний вимикач розімкнений.
Коефіцієнт завантаження для роздільно працюючих трансформаторів:
Так як мінімальна потужність щаблі добового графіка навантаження дорівнює 8174 кВА і більше потужності, при якій доцільно переходити від одного трансформатора до двох (
Варіант 1:
· ТМН - 4000/35
Наведемо приклад розрахунку річних втрат потужності і електроенергії в трансформаторах для даного варіанта:
Коефіцієнт завантаження для роздільно працюючих трансформаторів:
Втрати потужності для роздільно працюючих трансформаторів:
Втрати електроенергії для роздільно працюючих трансформаторів:
Для інших варіантів розрахунок аналогічний. Розрахунки зводимо в таблиці.
Таблиця 6
Варіант 2:
· ТМН - 6300/35
Таблиця 7
Варіант 3: Політехнічний університет
Електротехнічний інститут
Електропостачання промислових підприємств
Кафедра ЕСПП
Техніко-економічне обгрунтування вибору
компенсуючих пристроїв і напруги живильної лінії ГПП
вагоноремонтного заводу
Курсовий проект
з дисципліни "Спеціальні питання ЕСПП"
Виконав: студент гр
Перевірив: професор
Зміст
I. Техніко-економічне обгрунтування вибору напругиживильної лінії ГПП вагоноремонтного заводу
1. Розрахунок по добовому графіку електричних навантажень
вагоноремонтного заводу середньої і максимальної навантажень
2. Побудова річного графіка за тривалістю і
визначення часу використання максимуму навантаження
3. Вибір трансформаторів на ГПП
4. Визначення економічно доцільного режиму роботи трансформаторів
5. Розподіл навантаження між паралельно працюючими трансформаторами
6. Річні втрати потужності і електроенергії в трансформаторах
7. Техніко-економічне обгрунтування вибору напруги живильної лінії ГПП
7.1 Вибір і обгрунтування схеми зовнішнього електропостачання
7.2 Вибір перетину провідників для двох класів напруг
7.3 Техніко-економічні порівняння розглянутих варіантів ВЛЕП
8. Техніко-економічні розрахунки по вибору варіанта ГПП
8.1 Капітальні витрати на трансформатори і вартість втрат
електроенергії в них
8.2 Повні витрати за варіантами
9. Вибір оптимального варіанта схеми зовнішнього електропостачання
II. Техніко-економічне обгрунтування вибору компенсуючих
пристроїв у системі електропостачання вагоноремонтного заводу
1. Вибір схеми електропостачання підприємства для визначення
реактивної потужності, що підлягає компенсації
2. Складання балансу реактивної потужності і вибір двох
варіантів її компенсації
3. Техніко-економічне порівняння варіантів
4. Розподіл потужності батарей конденсаторів по вузлах
навантаження ковальського цеху
Висновок
Література
I. Техніко-економічне обгрунтування вибору напруги живильної лінії ГПП вагоноремонтного заводу
1. Розрахунок по добовому графіку електричних навантажень вагоноремонтного заводу середньої і максимальної навантажень
Вибираємо характерний добовий графік електричних навантажень згідно галузі близькою для нашого підприємства. Приймаються добовий графік хімічного комбінату.
Потужність кожної ступені:
де:
Таким чином, для характерного добового графіка, представленого на рис.1 отримаємо:
Аналогічно для інших ступенів. Результати розрахунків активних і реактивних потужностей ступенів наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
| Ступінь | годинник | Pст. | годинник | Qст. |
| 1 | 0-1 | 6723,8 | 0-1 | 5473,6 |
| 2 | 1-3 | 6174,9 | 1-3 | 5473,6 |
| 3 | 3-4 | 6174,9 | 3-4 | 5706,5 |
| 4 | 4-4,5 | 6655,2 | 4-4,5 | 5706,5 |
| 5 | 4,5-8 | 6723,8 | 4,5-8 | 5706,5 |
| 6 | 8-10 | 6861 | 8-10 | 5823 |
| 7 | 10-11 | 6655,2 | 10-11 | 5590 |
| 8 | 11-14 | 6312,1 | 11-14 | 5590 |
| 9 | 14-14,5 | 6586,6 | 14-14,5 | 5590 |
| 10 | 14,5-15 | 6586,6 | 14,5-15 | 5823 |
| 11 | 15-17 | 6861 | 15-17 | 5823 |
| 12 | 17-19 | 6312,1 | 17-19 | 5590 |
| 13 | 19-21 | 6174,9 | 19-21 | 5357 |
| 14 | 21-24 | 6312,1 | 21-24 | 5590 |
Рис.1 Характерний добовий графік електричних навантажень
Рис. 2 Річний графік навантаження за тривалістю використання активної потужності
2. Побудова річного графіка за тривалістю і визначення часу використання максимуму навантаження
На підставі добового графіка побудуємо річний графік за тривалістю (рис. 2).Споживана активна і реактивна добова енергія:
Середня повна потужність підприємства за добу:
З річного графіка навантаження за тривалістю визначаємо
3. Вибір трансформаторів на ГПП
Враховуючи наявність споживачів I і II категорії, встановлюємо на ГПП два трансформатора.З добового графіка навантажень заводу визначаємо:
Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка навантаження:
За
Визначаємо номінальну потужність трансформатора:
Намічаємо для подальшого розгляду трансформатори двох номінальних потужностей:
При цьому коефіцієнт завантаження трансформатора:
Визначаємо допустиму систематичну перевантаження трансформаторів згідно з добовим графіком:
За рахунок нерівномірності річного графіка навантаження (недовантаження у весняно-літній період) може бути допущена додаткова перевантаження, але не більше 15%:
Визначаємо сумарну допустиму перевантаження трансформаторів у нормальному режимі при максимальному навантаженні заводу:
Перевіряємо можливість роботи трансформатора в післяаварійному режимі при перевантаженні 40% і забезпеченні споживачів I і II категорії:
де
4. Визначення економічно доцільного режиму роботи трансформаторів
Якщо на підстанції встановлені трансформатори, що мають різні характеристики або різні потужності, то для вибору економічного режиму їх роботи користуються кривими наведених втрат, які враховують втрати потужності в колі трансформатора з урахуванням споживання трансформаторами реактивної потужності. Споживання реактивної потужності трансформаторами збільшує потоки потужності в ланках системи і викликає в них підвищення втрат активної потужності.Це підвищення втрат враховується за допомогою економічного еквівалента реактивної потужності.
У подальших розрахунках будемо розглядати два варіанти значень напруги живильної лінії ГПП хімічного комбінату: 35 кВ і 110 кВ.
Для U НОМ = 35 кВ До ЕК = 0,12
U НОМ = 110 кВ До ЕК = 0,1
Варіант 1:
· ТМН - 4000/35
Наведені втрати:
Сумарні наведені втрати для першого трансформатора:
Сумарні наведені втрати для другого трансформатора:
Сумарні наведені втрати для двох трансформаторів:
Криві наведених втрат для одного працюючого трансформатора і для двох трансформаторів будуються на основі отриманих рівнянь.
Для побудови кривих наведених втрат складемо таблицю зміни
Таблиця 2
| 0 | 11,5 | 11,5 | 23 |
| 1000 | 15,84 | 16,07 | 25,23 |
| 2000 | 28,88 | 29,78 | 31,91 |
| 3000 | 50,59 | 52,62 | 43,05 |
| 4000 | 81 | 84,6 | 58,65 |
| 5000 | 120,09 | 125,72 | 78,7 |
| 6000 | 167,88 | 175,98 | 103,21 |
| 7000 | 224,34 | 235,37 | 132,18 |
| 8000 | 289,5 | 303,9 | 165,6 |
| 8998,9 | 363,26 | 381,48 | 203,43 |
| 10000 | 445,87 | 468,38 | 245,81 |
Рис. 3 Графіки наведених втрат для варіанту 1 (
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Визначимо аналітично потужність (
Похибка між графічним і аналітичним способами становить:
Для інших варіантів розрахунок аналогічний, результати розрахунків зводимо в таблиці.
Варіант 2:
· ТМН - 6300/35
Таблиця 3
| 0 | 16 | 16 | 32 |
| 1000 | 18,6 | 18,74 | 33,34 |
| 2000 | 26,4 | 26,97 | 37,34 |
| 3000 | 39,4 | 40,69 | 44,02 |
| 4000 | 57,6 | 59,89 | 53,37 |
| 5000 | 81 | 84,58 | 65,4 |
| 6000 | 109,61 | 114,75 | 80,09 |
| 7000 | 143,41 | 150,41 | 97,45 |
| 8000 | 182,41 | 191,55 | 117,49 |
| 8998,9 | 226,56 | 238,13 | 140,17 |
| 10000 | 276,02 | 290,30 | 165,58 |
Похибка між графічним і аналітичним способами становить:
1 - працює два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Варіант 3:
· ТМН - 4000/110
Таблиця 4
| 0 | 12,5 | 12,5 | 25 |
| 1000 | 17,19 | 17,44 | 27,41 |
| 2000 | 31,95 | 32,25 | 34,63 |
| 3000 | 54,69 | 56,94 | 46,66 |
| 4000 | 97,5 | 91,5 | 63,5 |
| 5000 | 129,65 | 135,94 | 85,16 |
| 6000 | 181,25 | 190,7 | 111,74 |
| 7000 | 242,19 | 255,05 | 143,06 |
| 8000 | 312,5 | 329,3 | 179,2 |
| 8998,9 | 392,1 | 413,35 | 220,11 |
| 10000 | 481,25 | 507,5 | 265,94 |
Рис. 5 Графіки наведених втрат для варіанту 3 (
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
Варіант 4:
· ТМН - 6300/110
Таблиця 5
| 0 | 16,54 | 16,54 | 33,08 |
| 1000 | 19,32 | 19,48 | 34,51 |
| 2000 | 27,64 | 28,31 | 38,8 |
| 3000 | 41,52 | 43,02 | 45,94 |
| 4000 | 60,94 | 63,61 | 55,95 |
| 5000 | 85,92 | 90,09 | 68,81 |
| 6000 | 116,45 | 122,45 | 84,54 |
| 7000 | 152,53 | 160,7 | 103,12 |
| 8000 | 194,16 | 204,83 | 124,56 |
| 8998,9 | 241,28 | 254,79 | 148,83 |
| 10000 | 294,07 | 310,75 | 176,01 |
Рис. 6 Графіки наведених втрат для варіанту 4 (
1 - працюють два трансформатора; 2 - працює перший трансформатор; 3 - працює другий трансформатор;
6. Річні втрати потужності і електроенергії в трансформаторах
Втрати потужності в трансформаторах складаються із втрат активної і реактивної потужностей.Втрати активної потужності складаються з втрат на нагрівання обмоток трансформатора, що залежать від струму навантаження, і з втрат на нагрів сталі сердечника магнітопроводу (перемагнічування і вихрові струми), що не залежать від навантаження.
Втрати потужності в трансформаторі можуть бути визначені за довідковим даними наступним чином:
Втрати електроенергії:
Розглянемо два випадки:
1) Коли працює один трансформатор. У цьому випадку:
2) Коли працюють обидва трансформатора, але роздільно, тобто секційний вимикач розімкнений.
Коефіцієнт завантаження для роздільно працюючих трансформаторів:
Так як мінімальна потужність щаблі добового графіка навантаження дорівнює 8174 кВА і більше потужності, при якій доцільно переходити від одного трансформатора до двох (
Варіант 1:
· ТМН - 4000/35
Наведемо приклад розрахунку річних втрат потужності і електроенергії в трансформаторах для даного варіанта:
Коефіцієнт завантаження для роздільно працюючих трансформаторів:
Втрати потужності для роздільно працюючих трансформаторів:
Втрати електроенергії для роздільно працюючих трансформаторів:
Для інших варіантів розрахунок аналогічний. Розрахунки зводимо в таблиці.
Таблиця 6
| № щаблі | Навантаження кВА | Кзагр .* 0,5 | Прод-ть одним ступеня навантаження год / рік | Кзагр. двох окремо працюючих тр-ів | Втрати мощн. в тр-ах кВт | Втрати ел.ен. в тр-ах кВт * год / рік |
| 1 | 8174 | 1,02 | 730 | 1,02 | 167,62 | 1164900 |
| 2 | 8251,6 | 1,03 | 730 | 1,03 | 170,86 | 1191000 |
| 3 | 8407,9 | 1,05 | 365 | 1,05 | 176,54 | 1227000 |
| 4 | 8431,5 | 1,054 | 2920 | 1,054 | 177,4 | 1293000 |
| 5 | 8638,9 | 1,08 | 182,5 | 1,08 | 185,09 | 1291000 |
| 6 | 8670 | 1,084 | 365 | 1,084 | 186,26 | 1305000 |
| 7 | 8691,4 | 1,086 | 365 | 1,086 | 187,06 | 1311000 |
| 8 | 8766,5 | 1,096 | 182,5 | 1,096 | 189,91 | 1329000 |
| 9 | 8791,5 | 1,099 | 182,5 | 1,099 | 190,87 | 1337000 |
| 10 | 8818,9 | 1,102 | 1277,5 | 1,102 | 191,91 | 1370000 |
| 11 | 8998,9 | 1,125 | 1460 | 1,125 | 198,88 | 1430000 |
| Разом: | 8760 | 2022,4 | 24733000 |
· ТМН - 6300/35
Таблиця 7
| № щаблі | Навантаження кВА | Кзагр .* 0,5 | Прод-ть одним ступеня навантаження год / рік | Кзагр. двох окремо працюючих тр-ів | Втрати мощн. в тр-ах кВт | Втрати ел.ен. в тр-ах кВт * год / рік |
| 1 | 8174 | 0,649 | 730 | 0,649 | 118,86 | 713000 |
| 2 | 8251,6 | 0,655 | 730 | 0,655 | 120,52 | 726100 |
| 3 | 8407,9 | 0,667 | 365 | 0,667 | 123,91 | 741300 |
| 4 | 8431,5 | 0,669 | 2920 | 0,669 | 124,42 | 827200 |
| 5 | 8638,9 | 0,686 | 182,5 | 0,686 | 129,03 | 776100 |
| 6 | 8670 | 0,688 | 365 | 0,688 | 129,73 | 787500 |
| 7 | 8691,4 | 0,690 | 365 | 0,690 | 130,21 | 791400 |
| 8 | 8766,5 | 0,696 | 182,5 | 0,696 | 131,91 | 799100 |
| 9 | 8791,5 | 0,698 | 182,5 | 0,698 | 132,48 | 803600 |
| 10 | 8818,9 | 0,70 | 1277,5 | 0,70 | 133,11 | 843600 |
| 11 | 8998,9 | 0,714 | 1460 | 0,714 | 137,28 | 882600 |
| Разом: | 8760 | 1411,46 | 8691500 |
· ТМН - 4000/110
Таблиця 8
| № щаблі | Навантаження кВА | Кзагр .* 0,5 | Прод-ть одним ступеня навантаження год / рік | Кзагр. двох окремо працюючих тр-ів | Втрати мощн. в тр-ах кВт | Втрати ел.ен. в тр-ах кВт * год / рік |
| 1 | 8174 | 1,02 | 730 | 1,02 | 181,60 | 1261000 |
| 2 | 8251,6 | 1,03 | 730 | 1,03 | 184,58 | 1285000 |
| 3 | 8407,9 | 1,05 | 365 | 1,05 | 190,69 | 1325000 |
| 4 | 8431,5 | 1,054 | 2920 | 1,054 | 191,62 | 1396000 |
| 5 | 8638,9 | 1,08 | 182,5 | 1,08 | 199,92 | 1393000 |
| 6 | 8670 | 1,084 | 365 | 1,084 | 201,18 | 1408000 |
| 7 | 8691,4 | 1,086 | 365 | 1,086 | 202,05 | 1415000 |
| 8 | 8766,5 | 1,096 | 182,5 | 1,096 | 205,12 | 1435000 |
| 9 | 8791,5 | 1,099 | 182,5 | 1,099 | 206,15 | 1443000 |
| 10 | 8818,9 | 1,102 | 1277,5 | 1,102 | 207,28 | 1479000 |
| 11 | 8998,9 | 1,125 | 1460 | 1,125 | 214,8 | 1543000 |
| Разом: | 8760 | 2184,99 | 15383000 |
Варіант 4:
· ТМН - 6300/110
Таблиця 9
| № щаблі | Навантаження кВА | Кзагр .* 0,5 | Прод-ть одним ступеня навантаження год / рік | Кзагр. двох окремо працюючих тр-ів | Втрати мощн. в тр-ах кВт | Втрати ел.ен. в тр-ах кВт * год / рік |
| 1 | 8174 | 0,649 | 730 | 0,649 | 125,79 | 760200 |
| 2 | 8251,6 | 0,655 | 730 | 0,655 | 127,56 | 774300 |
| 3 | 8407,9 | 0,667 | 365 | 0,667 | 131,18 | 790900 |
| 4 | 8431,5 | 0,669 | 2920 | 0,669 | 131,73 | 879800 |
| 5 | 8638,9 | 0,686 | 182,5 | 0,686 | 136,64 | 828200 |
| 6 | 8670 | 0,688 | 365 | 0,688 | 137,39 | 840200 |
| 7 | 8691,4 | 0,690 | 365 | 0,690 | 137,90 | 844300 |
| 8 | 8766,5 | 0,696 | 182,5 | 0,696 | 139,72 | 852700 |
| 9 | 8791,5 | 0,698 | 182,5 | 0,698 | 140,33 | 857500 |
| 10 | 8818,9 | 0,70 | 1277,5 | 0,70 | 141,00 | 899100 |
| 11 | 8998,9 | 0,714 | 1460 | 0,714 | 145,45 | 940400 |
| Разом: | 8760 | 1494,69 | 9267600 |
7. Техніко-економічне обгрунтування вибору напруги живильної лінії ГПП
Завданням техніко-економічних розрахунків є вибір оптимального варіанту передачі, перетворення і розподілу електроенергії від джерела живлення до споживачів.Критерієм оптимального варіанта служить мінімум наведених річних витрат:
7.1 Вибір і обгрунтування схеми зовнішнього електропостачання
В якості схеми зовнішнього електропостачання приймаємо схему: два блоки з віддільниками і неавтоматической перемичкою з боку ліній [2].Рис. 7 Схема зовнішнього електропостачання
Дана схема задовольняє основним вимогам, що пред'являються до схем електричних з'єднань:
· Схема забезпечує надійне живлення приєднаних споживачів у нормальному, ремонтному і післяаварійному режимах.
· Схема забезпечує надійність транзиту потужності через підстанцію у нормальному, ремонтному і післяаварійному режимах.
· Схема є простою, наочною і економічною.
7.2 Вибір перетину провідників для двох класів напруг
Вибір перерізу проводів проводимо з економічної щільності струму в нормальному і післяаварійному режимах.Правильно вибране переріз повинен задовольняти наступним вимогам:
· За перевантаження
· За допустимої втрати напруги (
· За втрату на корону (для 110 кВ і вище)
Економічне перетин:
Варіант 1:
Приймаються найближчим стандартне перетин
Для прийнятого перерізу проводимо всі необхідні перевірки:
1) За аварійним току:
2) За механічної міцності:
Для сталеалюміневих проводів мінімальний переріз за умовою механічної міцності становить
3) За допустимої втрати напруги:
Допустима довжина живильної лінії:
4) За короні:
Перевірка на корону здійснюється для ліній напругою 110 кВ і вище. Отже, для даного варіанту дану перевірку не проводимо.
Вибране перетин
Варіант 2:
Приймаються найближчим стандартне перетин
Для прийнятого перерізу проводимо всі необхідні перевірки:
1) За короні:
Умова:
Якщо
Таким чином,
Вибране перетин
2) За аварійним току:
3) За механічної міцності:
Для сталеалюміневих проводів мінімальний переріз за умовою механічної міцності становить
4) За допустимої втрати напруги:
Допустима довжина живильної лінії:
Вибране перетин
7.3 Техніко-економічні порівняння розглянутих варіантів ВЛЕП
Капітальні витратиВаріант 1:
ОРУ містить у собі два блоки з віддільником і неавтоматической перемичкою, вартістю [2]:
Варіант 2:
Експлуатаційні витрати
Варіант 1:
Вартість втрат енергії в лініях:
Відрахування на амортизацію та обслуговування елементів:
Варіант 2:
Вартість втрат енергії в лініях:
Відрахування на амортизацію та обслуговування елементів:
Повні витрати
Варіант 1:
Варіант 2:
8. Техніко-економічні розрахунки по вибору варіанта ГПП
8.1 Капітальні витрати на трансформатори і вартість втрат електроенергії в них
Варіант 1:·
де,
Варіант 2:
·
де,
Варіант 3:
·
Варіант 4:
·
8.2 Повні витрати за варіантами
Повні витрати по всіх варіантах зведемо в таблицю.Таблиця 10
| Варіант | Повні витрати по ВЛЕП, тис.у.о. | Повні витрати з трансформаторів | Повні витрати за варіантом | |
| При роздільному роботі, тис.у.о. | При роздільному роботі, тис.у.о. | |||
| Варіант 1 | 138,334 | 999,652 | 1137,986 | |
| Варіант 2 | 138,334 | 359,714 | 498,048 | |
| Варіант 3 | 62,79 | 625,652 | 688,442 | |
| Варіант 4 | 62,79 | 370,704 | 433,494 | |
9. Вибір оптимального варіанта схеми зовнішнього електропостачання
У результаті техніко-економічного порівняння розглянутих варіантів була обрана дволанцюгова ВЛЕП 110 кВ, виконана на залізобетонних опорах проводом марки АС-70. А також варіант установки на ГПП двох роздільно-працюючих трансформаторів потужністю 6300 кВА (ТМН-6300/110).II. Техніко-економічне обгрунтування вибору компенсуючих пристроїв в системі електропостачання вагоноремонтного заводу
1. Вибір схеми електропостачання підприємства для визначення реактивної потужності, що підлягає компенсації
Основним завданням компенсації реактивної потужності є зниження втрат активної потужності і регулювання напруги. Це завдання доцільно розглядати як з технічної, так і з економічної точок зору. Економічна сторона цього питання полягає в тому, що необхідно мінімізувати суму капітальних вкладень і експлуатаційних витрат компенсаційного обладнання. З технічної точки зору необхідно підібрати необхідне обладнання і вибрати найбільш оптимальне місце його розміщення. З точки зору економії електроенергії і регулювання напруги компенсацію реактивної потужності найбільш доцільно здійснювати в місці виникнення її дефіциту.Рис. 8 Схема компенсації реактивної потужності
Визначаємо
2. Складання балансу реактивної потужності і вибір двох варіантів її компенсації
Реактивну потужність, що виробляється синхронним двигуном, можна прийняти рівною:Потужність, яку можна передати з мережі 6 кВ в мережу 0,4 кВ:
Далі розглянемо два варіанти схем компенсації реактивної потужності:
1. Схема, яка містить 9 трансформаторів (які обрані раніше)
2. Схема з збільшеним числом трансформаторів
Найбільша реактивна потужність, яка може бути передана через трансформатори в мережу 0,4 кВ:
Варіант 1:
Найбільша реактивна потужність, яка може бути передана через 9 трансформаторів в мережу 0,4 кВ:
Величина реактивної потужності, яку необхідно компенсувати:
Приймаються конденсаторні батареї марки УКБ-0 ,38-200У3 в кількості 11 шт., Загальною потужністю 2200 кВАр.
Варіант 2:
Збільшуємо кількість трансформаторів до 10 шт.
Найбільша реактивна потужність, яка може бути передана через 10 трансформаторів в мережу 0,4 кВ:
Величина реактивної потужності, яку необхідно компенсувати:
Приймаються конденсаторні батареї марки УКБ-0 ,38-150У3 в кількості 6 шт., Загальною потужністю 900 кВАр.
3. Техніко-економічне порівняння варіантів
Питомі витрати для синхронного двигуна, що використовується як ІРМ:· Питомі витрати на 1 кВАр реактивної потужності:
· Питомі витрати на 1 кВАр 2 реактивної потужності:
Питомі витрати на установку БК в мережі 0,4 кВ:
Варіант 1:
Варіант 2:
Повні витрати за варіантами:
Варіант 1:
Варіант 2:
Так як
4. Розподіл потужності батарей конденсаторів по вузлах навантаження інструментального цеху
Сумарна потужність КБ на стороні 0,4 кВ, яка припадає на ковальський цех:
· Розрахункова реактивна навантаження 0,4 кВ вагоноремонтного заводу:
· Розрахункова реактивна навантаження 0,4 кВ інструментального цеху:
· Частка споживання реактивного навантаження 0,4 кВ ковальського цеху по відношенню до всього заводу:
· Загальна потужність КБ на стороні 0,4 кВ вагоноремонтного заводу:
· Тоді сумарна потужність КБ на стороні 0,4 кВ, яка припадає на ковальський цех:
Найбільша реактивна потужність, яка може бути передана через трансформатор цехової ТП-7 в мережу 0,4 кВ:
Потужність, що передається з боку 6 кВ до цеху:
Еквівалентний опір мережі:
Тоді:
Розрахункова потужність батарей конденсаторів, що встановлюються у ШР:
Враховуючи шкалу номінальних потужностей приймаємо:
Сумарна потужність КБ:
У результаті розрахунків було визначено найбільш оптимальний варіант схеми зовнішнього електропостачання підприємства. Була обрана дволанцюгова ВЛЕП 110 кВ, виконана на залізобетонних опорах проводом марки АС-70; на ГПП встановлено два паралельно працюють трансформатора потужністю 6300 кВА (ТМН-6300/110).
Після проведення техніко-економічного порівняння варіантів установки компенсуючих пристроїв було прийнято рішення про встановлення 9 цехових трансформаторів потужністю 630 кВАр і 11 конденсаторних батарей марки УКБ-0 ,38-200У3, загальною потужністю 2200 кВАр.
Таким чином, техніко-економічного порівняння кількох варіантів дозволило вибрати найбільш оптимальний варіант, критерієм якого служить мінімум приведених витрат.
2. Довідник з проектування електроенергетичних систем / В.В. Ершевіч, О.М. Зейлігер, Г.А. Ілларіонов та ін; Під ред. С.С. Рокотян і І.М. Шапіро, - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1985. - 352 с.
3. Електропостачання промислових підприємств. Методичні вказівки до виконання курсового проекту для студентів спеціальності 100400 «Електропостачання» / Укл. А.І. Гаврилін, С.Г. Обухів, А.І. Озган; ТПУ. - Томськ, 2004. - 112 с.
4. Рожкова Л.Д., Козулін В.С., Електрообладнання станцій та підстанцій. - М.: Вища школа, 1987. - 646 с.
5. Довідник по електричних установок високої напруги / Под ред. І. А. Баумштейна. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1989. - 768 с.
6. Посібник до курсового та дипломного проектування для електроенергетичних спеціальностей вузів / В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперко та ін; Під ред. В.М. Блок. - М.: Вищ. школа, 1990. - 383 с.
7. Барченко Т.М., Закіров Р.І., Електропостачання промислових підприємств. Навчальний посібник до курсового проекту, Томськ, ТДВ, 1988. - 96 с.
8. Довідник з електропостачання та електрообладнання: У 2 т. Т.1. Електропостачання / За заг. Ред. А.А. Федорова. - М.: Вища школа, 1986. - 568 с.
· Розрахункова реактивна навантаження 0,4 кВ вагоноремонтного заводу:
· Розрахункова реактивна навантаження 0,4 кВ інструментального цеху:
· Частка споживання реактивного навантаження 0,4 кВ ковальського цеху по відношенню до всього заводу:
· Загальна потужність КБ на стороні 0,4 кВ вагоноремонтного заводу:
· Тоді сумарна потужність КБ на стороні 0,4 кВ, яка припадає на ковальський цех:
Найбільша реактивна потужність, яка може бути передана через трансформатор цехової ТП-7 в мережу 0,4 кВ:
Потужність, що передається з боку 6 кВ до цеху:
Еквівалентний опір мережі:
Тоді:
Розрахункова потужність батарей конденсаторів, що встановлюються у ШР:
Враховуючи шкалу номінальних потужностей приймаємо:
Сумарна потужність КБ:
Висновок
У даній роботі було проведено техніко-економічне обгрунтування вибору компенсуючих пристроїв і напруги живильної лінії ГПП вагоноремонтного заводу.У результаті розрахунків було визначено найбільш оптимальний варіант схеми зовнішнього електропостачання підприємства. Була обрана дволанцюгова ВЛЕП 110 кВ, виконана на залізобетонних опорах проводом марки АС-70; на ГПП встановлено два паралельно працюють трансформатора потужністю 6300 кВА (ТМН-6300/110).
Після проведення техніко-економічного порівняння варіантів установки компенсуючих пристроїв було прийнято рішення про встановлення 9 цехових трансформаторів потужністю 630 кВАр і 11 конденсаторних батарей марки УКБ-0 ,38-200У3, загальною потужністю 2200 кВАр.
Таким чином, техніко-економічного порівняння кількох варіантів дозволило вибрати найбільш оптимальний варіант, критерієм якого служить мінімум приведених витрат.
Література
1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., Електропостачання промислових підприємств і установок: Учеб. посібник для технікумів. - М.: Вища школа, 1989. - 528с.2. Довідник з проектування електроенергетичних систем / В.В. Ершевіч, О.М. Зейлігер, Г.А. Ілларіонов та ін; Під ред. С.С. Рокотян і І.М. Шапіро, - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1985. - 352 с.
3. Електропостачання промислових підприємств. Методичні вказівки до виконання курсового проекту для студентів спеціальності 100400 «Електропостачання» / Укл. А.І. Гаврилін, С.Г. Обухів, А.І. Озган; ТПУ. - Томськ, 2004. - 112 с.
4. Рожкова Л.Д., Козулін В.С., Електрообладнання станцій та підстанцій. - М.: Вища школа, 1987. - 646 с.
5. Довідник по електричних установок високої напруги / Под ред. І. А. Баумштейна. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1989. - 768 с.
6. Посібник до курсового та дипломного проектування для електроенергетичних спеціальностей вузів / В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперко та ін; Під ред. В.М. Блок. - М.: Вищ. школа, 1990. - 383 с.
7. Барченко Т.М., Закіров Р.І., Електропостачання промислових підприємств. Навчальний посібник до курсового проекту, Томськ, ТДВ, 1988. - 96 с.
8. Довідник з електропостачання та електрообладнання: У 2 т. Т.1. Електропостачання / За заг. Ред. А.А. Федорова. - М.: Вища школа, 1986. - 568 с.