Расчет технико-экономического сравнения схем внутреннего электроснабжения деревообрабатывающего завода

Построение электрических сетей напрямую связано с индивидуальностью предприятия, его темпами развития и др. Вместе с тем удается объединить схемы в три группы, соответствующие категориям надежности электроснабжения.

В электроснабжении пока нет единства терминов. К сожалению, каждая отрасль (промышленность, сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор, военные объекты и др.) и использует свои термины, не дающие ясного геометрического представления о построении сети. Представляется, что наиболее удачными являются термины «радиальная», р «магистральная» и «смешанная» схемы электроснабжения.

Смешанная схема электроснабжения завода При смешанном электроснабжении количество кабелей в траншее от ЗРУ к ТП9, ТП10, ТП11 и ДСП составляет 5 штук. Из них 2 кабеля ААШв-10-(3×70) идут на ДСП и 3 кабеля ААШв-10-(3×95) соответственно на рТП9-ТП11 (см. чертеж 1).

Число кабелей в траншее к ТП7 и ТП8 составляет 3 штуки. Это кабели ААШв-10-(3×95).

Отличие смешанной схемы внутреннего электроснабжения завода, от магистральной заключается в размещении и соединении ТП между собой. Следовательно, изменяется длина и количество кабелей, количество выключателей. Так же при смешанном электроснабжении 50% нагрузки цеха № 13 покрывается за счет ТП7 и 50% за счет ТП6. Данные изменения показаны в таблице 5.1.

По генплану завода тяжелого машиностроения при схеме смешанного электроснабжения рассчитываем длину кабелей, далее определяем их стоимость по справочным данным. Также в однолинейной схеме электроснабжения завода отображаются изменения, т. е. добавляются дополнительные выключатели и линии.

Таблица 5.1.

Распределение нагрузок цехов по ТП.

Выбор выключателей:

1) Магистраль ГПП-ТП7.

_, (5.1).

Расчетный ток:

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.2).

Таблица 5.2.

Проверка выключателя.

2) Магистраль ГПП-ТП8.

_, (5.2).

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.3).

Таблица 5.3.

Проверка выключателя.

3) Магистраль ГПП-ТП4-ТП5-ТП6.

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.4).

Таблица 5.4.

Проверка выключателя.

4) Магистраль ГПП-ТП9-ТП10.

(5.3).

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.5) .

Таблица 5.5.

Проверка выключателя.

5) Магистраль ГПП-ТП11.

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.6).

Таблица 5.6.

Проверка выключателя.

Выбор силовых кабелей:

Выбор кабелей производится по следующим условиям:

• — по экономической плотности тока:
• — по минимальному сечению F_min =I_кзt_п;
• — по условию нагрева рабочим током I_{доп каб}I_р;
• — по аварийному режиму I_{доп ав}I_ав;
• — по потере напряжения U_допU_рас.

ГПП-ТП 7:

S_р=1518 кВА, I_ав=84 А, I_р=I_ав/2=42 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп=205А>Ip=42A.

1,3ЧIдоп=266,5 А>Iав=84 A.

ГПП-ТП 8:

S_р=1084 кВА, I_ав=60 А, I_р=I_ав/2=30 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп=205 А>Ip=30 A.

1.3 ЧIдоп=266,5 А>Iав=60 A.

ГПП-ТП 4-ТП 5-ТП6:

S_р=4094 кВА, I_ав=225 А, I_р=I_ав/2=112,5 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп. = 205 А.

Iдоп = 205 А>Ip = 112,5 A.

1.3 ЧIдоп = 266,5 А>Iав = 225A.

ГПП-ТП 9-ТП 10:

S_р = 3176 кВА, I_ав = 175 А, I_р =I_ав/2 = 87,5 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп = 205 А.

Iдоп = 205 А>Ip = 87,5 A.

1.3 ЧIдоп = 266,5 А>Iав = 175 A.

ГПП-ТП 11:

S_р=683 кВА, I_ав=38 А, I_р=I_ав/2=19 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп = 205 А>Ip=19 A.

1.3 ЧIдоп = 266,5 А>Iав=38 A.

Определим капитальные затраты с учетом того, что стоимость выключателя BB/TEL-10−630 составляет 2,886 тыс. у.е. за 1 штуку (Кв=2,886 тыс. у.е.), цена кабеля ААШв-10-(3×95) составляет 11,4 у.е. за 1 м:

ГПП-ТП7:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В=2ЧК_В=2Ч2,886=5,772 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп=20,46Ч11,4=233,2 у.е.

ГПП-ТП8:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В=1ЧК_В=1Ч2,886=2,886 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп=38,61Ч11,4=440,2 у.е.

ГПП-ТП9-ТП10:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В = 2ЧК_В = 2Ч2,886 = 5,772 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп = 51,81Ч11,4 = 590,6 у.е.

ГПП-ТП11:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В = 2ЧК_В = 1 Ч 2,886 = 2,886 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп = 33,99 Ч 11,4 = 387,5 у.е.

Для данной схемы электроснабжения добавляются 2 линии, поэтому необходимы 2 дополнительных трансформатора тока ТПЛК-10УЗ, стоимость которых составляет 1,68 тыс. у.е. за 1 штуку. Общая стоимость выключателей составит 17,316 тыс. у.е., затраты на кабели составят 1,65 тыс. у.е., затраты на ТТ составят 3,36 тыс. у.е. Следовательно капитальные затраты на смешанную схему электроснабжения составят 22,326 тыс. у.е.

Магистральная схема электроснабжения завода В траншее к ТП7 и ТП8 проложен 1 кабель. Это кабели ААШв-10-(3×70). Распределение нагрузок цехов по ТП показаны в таблице 5.7.

Таблица 5.7.

Распределение нагрузок цехов по ТП.

По генплану завода тяжелого машиностроения при схеме магистрального электроснабжения рассчитываем длину кабелей, р далее определяем их стоимость по справочным данным. Также изменения отображаются в однолинейной схеме электроснабжения завода.

Выбор выключателей:

1) ГПП-ТП4-ТП5-ТП6.

(5.4).

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.8).

Таблица 5.8.

Проверка выключателя.

2) Магистраль ГПП-ТП7-ТП8.

(5.5).

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель.

Условия проверки сведем в таблицу 5.9.

Таблица 5.9.

Проверка выключателя.

3) Магистраль ГПП-ТП9-ТП10-ТП11.

(5.6).

Принимаем выключатель BB/TEL-10−630−12,5У2.

Проверим выбранный выключатель (таблица 5.10).

Таблица 5.10.

Проверка выключателя.

Выбор силовых кабелей Выбор кабелей производится по следующим условиям:

• — по экономической плотности тока:
• — по минимальному сечению F_min =I_кзt_п;
• — по условию нагрева рабочим током I_{доп каб}I_р;
• — по аварийному режиму I_{доп ав}I_ав;
• — по потере напряжения U_допU_рас.

ГПП-ТП4-ТП5-ТП6:

S_р=4093,64 кВА, I_ав=225,4 А, I_р=I_ав/2=112,7 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп=205А>Ip=112,7A.

1,3ЧIдоп=266,5 А>Iав=225,4 A.

ГПП-ТП7-ТП8:

S_р=2549 кВА, I_ав=140 А, I_р=I_ав/2=70 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп=205 А>Ip=70A.

1.3 ЧIдоп=266,5 А>Iав=140 A.

ГПП-ТП 9-ТП10-ТП11:

S_р=3859 кВА, I_ав=212 А, I_р=I_ав/2=106 А.

Принимаем кабель ААШв-10-(3×95) с Iдоп=205 А.

Iдоп=205 А>Ip=106 A.

1.3 ЧIдоп=266,5 А>Iав=212 A.

Определим капитальные затраты:

ГПП — ТП7-ТП8:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В=2ЧК_В=2Ч2,886=5,772 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп=45,54Ч11,4=519,2 у.е.

ГПП — ТП9-ТП10-ТП11:

Затраты на выключатели BB/TEL-10−630:

К_В=2ЧК_В=2Ч2,886=5,772 тыс. у.е.

Затраты на кабель ААШв-10-(3×95):

К_лэп=52,14Ч11,4=594,4 у.е.

Общая стоимость выключателей составит 11,544 тыс. у.е. и затраты на кабели составят 1,113 у.е. Следовательно общие капитальные затраты для магистральной схемы электроснабжения составят 12,657 тыс. у.е.

Из проведенного технико-экономического сравнения схем внутреннего электроснабжения завода тяжелого машиностроения можно сделать выводы о достоинствах и недостатках магистральных и смешанных схем электроснабжения.

Магистральная схема так же характеризуется пониженной надежностью питания, но дает возможность уменьшить число отключающих аппаратов и более удачно скомпоновать потребителей для питания.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей. И ее недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральные схемы имеют следующие достоинства:

• — лучшая загрузка линий, т.к. к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;
• — меньший расход кабелей;
• — на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой. Последнее объясняется тем, что на надежность работы магистрали влияют показатели надежности стороны ВН ТП, включая силовые трансформаторы.

Вывод. Был произведен расчет нагрузок по заводу, выбор числа и мощности цеховых ТП. Предложены два варианта питания завода, произведен технико-экономический расчет и сравнение вариантов по суммарным затратам после чего из предложенных вариантов был выбран с большим напряжением (питание подходит от шин 115 кВ на ГПП, расположенную на территории комбината).

В работе было проведено технико-экономическое сравнение вариантов схем внутреннего электроснабжения завода (магистральной и смешенной). При сравнении стоимости оборудования и кабельных линий наиболее экономически выгодной оказалась магистральная схема электроснабжения.