Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического завода

Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся: выбор сечения по нагреву расчётным током, условиям возникновения короны, механической прочности, нагреву от кратковременного выделению тепла током короткого замыкания, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии, приведённые затраты которой будут минимальными.

Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчётному току. Для параллельно работающих линий в качестве расчётного тока принимается ток после аварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяется ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки кабеля и проводов.

При выборе сечения кабельной линий учитывают допустимые кратковременные перегрузки. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, для таких кабелей допускается перегрузки в течение 5 суток в пределах, указанных в таблицах справочника. Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией и с поливинилхлоридной изоляцией перегрузки на время ликвидации аварий допустимы соответственно до 10 и 15%; при этом максимальная перегрузка допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки в течении 5 суток, если в остальные периоды времени этих суток нагрузка не превышает номинальной. Перегрузка кабельных линий 20−35 кВ не допускается.

По условиям возникновения короны выбирают минимально допустимое сечение только для воздушных линий. Для изолированных жил кабелей самое малое стандартное сечение обеспечивает отсутствие возникновения короны.

Выбор сечения по механической прочности также не производится, так как минимальное стандартное сечение удовлетворяет этому условию. Для воздушной линии расчет сечения производится с учетом воздействия собственной массы, сил ветра и гололёда.

По нагреву длительно допустимым током нагрузки:

По потере напряжения:

По экономической плотности тока:

Пример расчёта кабельной линии проведем на линии Л-5 (ГПП — ТП5), вариант № 1. По данным таблицы № 8−1 определим расчетный номинальный и расчетный аварийный ток.

По справочнику [2] выбираем кабель ААШв с Iдоп=250 А сечением 120 мм².

По плотности тока:

.

принимаем ближайшее стандартное сечение 120 мм².

По потере напряжения:

где =0,93 по (табл. П4.7 ст.342[Л-2]); =10%.

Для линий проложенных в блоках рассчитываются длительные продолжительные токи кабелей по формуле:

где акоэффициент определяемый по (табл.

7.12 ст.404[Л-3]); b-коэффициент выбираемый в зависимости от напряжения кабеля (ст.404[Л-3]); свыбираемый в зависимости от среднесуточной загрузки всего блока (ст.404[Л-3]); Iдоп — продолжительный длительный ток кабеля.

По всем условиям выбранный кабель с сечением 95 мм² проходит. Выбор кабелей остальных линий для рассматриваемых вариантов сведем в таблицу № 8.

Таблица 8 — Выбор кабелей (варианты № 1−3).

9. Технико-экономическое сравнение и выбор схемы электроснабжения.

Целью технико-экономических расчётов является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и её элементов. Для систем электроснабжения промышленных предприятий характерна многовариантность решений задач, обусловленная широкой взаимозаменяемостью технических решений.

При технико-экономических расчётах систем промышленного электроснабжения соблюдают следующие условия сопоставимости вариантов:

Технические: сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и параметрах, характеризующих каждый рассматриваемый вариант;

Экономические: расчёт вариантов ведут применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учётом одних и тех же экономических показателей, характеризующих каждый рассматриваемый вариант.

Каждый вариант схемы должен соответствовать требованиям, предъявляемым к системе промышленного электроснабжения соответствующими директивными материалами, отраслевыми инструкциями и ПУЭ.

В технико-экономических расчётах используют укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов системы электроснабжения, а так же УПС сооружения подстанций в целом. УПС не применяют для определения реальной стоимости сооружения объекта (поскольку из них исключены некоторые статьи затрат), а используют при сравнительных расчётах вариантов. УПС основных элементов системы электроснабжения приведены в приложении.

В соответствии с существующей методикой технико-экономических расчётов в качестве основного метода оценки вариантов схемы в курсовом проекте используется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы. Экономические (стоимостные) показатели в большинстве случаев являются решающими при технико-экономических расчётах. Однако, если рассматриваемые варианты равноценны в отношении стоимостных показателей, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями.

9.1 Технико-экономический расчет кабельных линий.

Технико-экономический расчет кабельной линии покажем на примере линии Л-5 (вариант № 1).

Определение капитальных затрат: пример расчета покажем для кабельной линии Л-5, L=0,27 км кабель марки ААБ (3×120) стоимость 1 км кабеля 840 тыс.

руб.

Стоимость кабельной линии: тыс. руб.

Определение эксплуатационных расходов на кабельную линию:

Коэффициент загрузки кабельной линии:

Потери в кабеле при полной нагрузке: .

Действительные потери мощности:

Потери электроэнергии в линии:

Стоимость потерь электроэнергии:

тыс. руб.

где С0=2,29 руб/кВт ч Амортизационные отчисления на кабельную линию:

Результаты остальных расчетов также приведены в таблице 8.9.2 Технико-экономический расчет трансформаторных подстанций.

Для примера определим технико-экономические показатели трансформаторов установленных в ТП-1. На ТП-1 установлены два трансформатора типа: ТМ 10/0.4 мощностью 2500 кВа.

Технические параметры трансформатора:

=1%;=6,5%;=3,45 кВт; =23,5 кВт Стоимость одного трансформатора Котп=850 тыс.

руб. Тогда полная стоимость цеховой ТП будет равна:

Определим приведенные потери в трансформаторе:

Определим стоимость потерь электроэнергии в трансформаторе:

Стоимость потерь в трансформаторе:

Стоимость амортизационных отчислений:

Данные остальных расчётов сведем в таблицы № 10−1, 10−2, 10−3.

9.3 Технико-экономический расчет высоковольтных выключателей.

Рассмотрим на примере (варианта 1) ГПП-ТП1, результаты расчета результаты расчета других вариантов сведем в таблицы № 11−1, 11−2,11−3.

На линии установлено два выключателя марки ВВ-АЭ, стоимость выключателя составляет 50 тыс. руб, тогда капитальные вложения на установку выключателя составят: .

где К1- стоимость выключателя; nколичество выключателей.

Эксплуатационные расходы на выключатель составят:

.

где — коэффициент окупаемости для срока в шесть лет.

Таблица № 11−1 Высоковольтные выключатели (вариант № 1).

Назначение Количество Цена Кэа Са эл ГПП-ТП1 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП2 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП3 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП4 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП5 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП6 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП7 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП8 2 50 100,00 6,00 Итого: 800,00 48,00.

Таблица № 11−2 Высоковольтные выключатели (вариант № 2).

Назначение Количество Цена Кэа Са эл ГПП-ТП1 2 50 100,00 6,00 РУ2-ТП2 5 50 250,00 15,00 РУ2-ТП3 2 50 100,00 6,00 РУ2-ТП4 1 50 50,00 3,00 РУ2-ТП5 2 50 100,00 6,00 РУ2-ТП6 2 50 100,00 6,00 ГПП-ТП7 2 50 100,00 6,00 ГПП-ТП8 2 50 100,00 6,00 Итого: 900,00 54,00.

Таблица № 11−3 Высоковольтные выключатели (вариант № 3).

Назначение Количество Цена Кэа Са эл ГПП-ТП1 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП2 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП3 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП4 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП5 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП6 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП7 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП8 2 50 100,00 6,00 РУ1-ТП9 2 50 100,00 6,00 ГПП-ТП10 2 50 100,00 6,00 ТП10-ТП11 2 50 100,00 6,00 Итого: 1100,00 66,00.

10. Технико-экономическое сравнение вариантов.

Результаты расчета всех вариантов сведем в таблицу № 12.

Единовременные капитальные вложения: .

Стоимость потерь электроэнергии: .

Амортизационные отчисления: .

Ежегодные эксплуатационные расходы: .

Затраты: .

Таблица 12 — Сравнение технико-экономических показателей.

№ Кт, тыс. руб. Кл, тыс. руб. Кэа, тыс. руб. К, тыс.

руб. Сат, тыс. руб. Сал, тыс. руб. Сэа, тыс. руб.

Спт, тыс. руб. Спл, тыс. руб.

Сэ, тыс. руб. З, тыс. руб. Сп Са 1 6720,00 3255,97 800,00 10 775,97 403,2 97,68 48,00 1722,47 450,85 2722,20 4338,595 2173,32 548,88 2 11 270,00 2833,25 900,00 15 003,25 676,20 85,00 54,00 676,20 1222,42 2713,82 4964,306 1898,62 815,20 3 11 820,00 4007,19 1100,00 16 927,19 403,20 120,22 66,00 1722,47 1086,75 3398,63 5937,712 2809,22 589,42.

На основании анализа результатов технико-экономического расчета принимаем вариант схемы № 1 для выполнения внутризаводского электроснабжения, т. к. он отвечает всем требованиям надежности и имеет минимальные приведенные затраты.

Заключение

.

В основу выбора схемы электроснабжения должны быть приняты следующие факторы:

1) потребляемая предприятием мощность;

2) характер размещения электрических нагрузок на территории предприятия, число и мощность подстанций и пунктов потребления энергии;

3) намеченное напряжение токоприемников и напряжение источников питания;

4) требуемая степень бесперебойности отдельных элементов;

5) гибкость в эксплуатации и реконструкции предприятия или цеха.

В курсовом проекте были разработаны три варианта схемы электроснабжения ремонтно-механического завода, произведены расчёты технико-экономических показателей всех вариантов и выбран вариант с наименьшими материальными затратами.

Графическая часть проекта содержит три варианта однолинейной схемы снабжения и три генеральных плана завода с нанесёнными подстанциями и картограммой нагрузок.

1. Справочник энергетика промышленных предприятий. В 4-х т. Под общ. Ред. А. А. Федорова, Г.

В. Сербиновского и Я. М. Больцмана. М.: «Госэнергоиздат», 1981.

2. А. А. Федоров, Л. Е. Старков. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: М.: Энергоатомиздат, 1987. — 368 с.

3. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 608 с.: ил.

4. Электротехнический справочник в четырех томах под общей редакцией профессоров МЭИ, 8-е издание, М.: издательство МЭИ, 2001 г.

5. Правила устройства электроустановок. 7-е изд., переработанное и дополненное, с изменениями. Утверждены Приказом Минэнерго России От 08.

07.2002 № 204.

Подп. и дата Инд. № дубл. Взаимн. инв. № Подп. и дата Инв.№ подп.

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 10.

Изм. Лист № докум Подп. Дата Разраб. Лит Лист Листов Пров. 1 40 Н. контр Утв.

Подп. и дата Инд. № дубл. Взаимн. инв. № Подп. и дата Инв.№ подп.