Диплом. 1. Электроснабжение деревообрабатывающего завода. 1 Исходные данные
 Скачать 369.72 Kb.
|
|
6. Средства измерительной техники для измерения показателей качества электрической энергии 6.1 Автоматический регулятор напряжения (АРН-ЭО) Многочисленные исследования показателей качества электроэнергии, проведенные за последние несколько лет при проведении сертификации электрической энергии в распределительных электрических сетях 6-10/0,4 кВ в системах электроснабжения городов и промышленных предприятий, показали, что напряжение в сети во многих случаях значительно отличается от ртребуемого нормативными документами. Как нам известно, напряжение в сети выше номинального, особенно в ночное время, когда включается вся осветительная нагрузка. р В подавляющем большинстве городских электрических сетей, от которых питаются системы уличного и внутреннего освещения как городские, так и промышленные, напряжение в сети, особенно в вечернее и ночное время, выше номинального на 5 - 10 %. Для решения данной задачи был разработан специализированный автоматический регулятор напряжения (АРН-ЭО), позволяющий поддерживать напряжение в сети на заданном уровне с высокой точностью. Его использование позволяет решить две основные задачи: р автоматически поддерживать напряжение вр сети электрического освещения в диапазоне от номинального напряжения 220 В до 210 В (- 4,5 % от номинального); автоматическое включение ри отключение освещения в соответствии с необходимой длительностью работы освещения для каждых суток в течение года, либо осуществление этих функций из единого диспетчерского центра в составе АСУ. В настоящее время серийно выпускается несколько типоразмеров такого регулятора - от 5 кВт до 250 кВт. Это позволяет покрыть практически весь реальный диапазон существующих систем освещения в жилищнокоммунальном хозяйстве, р уличном освещении, объектах муниципальной собственности (школы, больницы, административные учреждения и т.д.). Широкое применение такое устройств также может найти в различных бизнес-единицах (магазины, фабричные цеха и т.д). Использование настоящего регулятора дает следующие результаты: снижение потребления электроэнергии на освещение при сохранении нормативных требований к освещенности объектов ( в среднем на 25 % ); - увеличение срока службы электрических ламп и другого осветительного оборудованияр ( в 1,5 - 2 раза ). С целью проверки работоспособности и э эффективности применения данного оборудования был проведен ряд экспериментов в системах электрического освещения промышленных предприятий (инструментальное производство, мясокомбинат и т.д.). В городском хозяйстве - административное помещение (школа), уличное освещение в нескольких городах. Полученные результаты во всех случаях практически совпадают. Компенсация реактивной нагрузки промышленных и приравненных к ним потребителей выполняется в соответствии с действующими нормативными документами по ррасчетам с потребителями за компенсацию реактивной мощности и по компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий. Компенсирующие устройства рекомендуется устанавливать непосредственно у электроприемников. р Для жилых и общественных зданий компенсация реактивной нагрузки не предусматривается. Выбор мощности и места установки компенсирующих устройств (статических тиристорных компенсаторов и синхронных компенсаторов, батарей конденсаторов шунтовой и продольной компенсации, управляемых и неуправляемых шунтирующих реакторов и других регулируемых средств компенсации реактивной мощности). рВ основной и распределительной сети производится исходя из необходимости повышения пропускной способности сети в нормальных и послеаварийных режимах, условий включения линий, защиты от внутренних перенапряжений, поддержания необходимых уровней напряжения, обеспечения непрерывного быстрого регулирования напряжения. 6.2 Нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности КРМ 10(6) Нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности типа КРМ-10(6) напряжением 10 кВр и 6 кВ, частотой 50 Гц, мощностью от 450 до 3150 кВАр предназначены для повышения значения коэффициента мощности (cos φ) в электрических распределительных трёхфазных сетях промышленных предприятий и других объектов, показаны на рисунке 3.5. КРМ-10(6) обеспечивает: защиту от превышения номинального тока; защиту от доступа к токоведущим частям, находящимся под напряжением; индикацию тока конденсаторных батарей; аварийную сигнализацию при срабатывании защиты [24]. Применение КРМ-10(6) позволяет снизить потери электроэнергии и повысить эффективность электроустановок, одновременно повышая качество электроэнергии непосредственно в сетях предприятия. Установки КРМ-10(6) имеют следующие особенности: силовые конденсаторы CPEFS фирмы "ZEZ SILKO", трехфазные, предназначены дляркомпенсации реактивной мощности. Электроды конденсатора изготовлены из алюминиевой фольги, диэлектриком является полипропиленовая пленка, пропитанная специальной жидкостью; конденсаторы имеют встроенные разрядные резисторы; для повышения надежности и с целью защиты от аварийных режимов, в ячейках конденсаторнойрбатареи устанавливаются дополнительные высоковольтные предохранители (в соответствии с п.5.6.20 ПУЭ);  Рисунок 6.1 - Нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности типа КРМ-10 модульный принцип построения, позволяет постепенно наращивать мощность установки; рустановки КРМ-10(6) являются отдельно стоящими и в состав РУ-6(10) не входят. Подключение установок КРМ-10(6) к РУ-10(6) осуществляется кабелем через ячейку с силовым выключателем и релейной защитой, что в свою очередь значительно повышает надежность работы; низкие рмассогабаритные характеристики. Применение КРМ-10(6) позволяет снизить потери электроэнергии и повысить эффективность рэлектроустановок, одновременно повышая качество электроэнергии непосредственно в сетях предприятия. Регулируемое устройство КРМ-0,4 позволяет: поддерживать необходимое для потребителя значение коэффициента мощности в автоматическом режиме в пределах 0,8.1 путем подключения/отключения ступеней конденсаторных батарей; выполнять подключениер и отключение ступеней конденсаторных батарей в ручном режиме; обеспечить индикацию тока в цепи конденсаторной батареи, а так же аварийную и другие виды индикации, предусмотренные в автоматическом регуляторе; осуществлять мониторинг значения коэффициента мощности cos φ; - повысить качество электроэнергии непосредственно в сетях предприятия; снизить общие расходы на электроэнергию; уменьшить нагрузку рэлементов распределительной сети, увеличить их срок службы. 7. Безопасность жизнедеятельности .1 Анализ условий труда К вспомогательным подразделениям, обеспечивающим функциониро- вание основного производства деревообрабатывающего завода, относится цех №12 (электроремонтный), ркоторый производит обслуживание электрооборудования предприятия. Оборудование во вспомогательных цехах размещается с учетом очередности стадий (операций) технологического процесса, обеспечения безвредных ри безопасных условий работы и в соответствии с Общесоюзными нормами технологического проектирования механообрабатывающих и сборочных цехов предприятий машиностроения, приборостроительных и металлообрабатывающихр ОНТП 07-96. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 и "Предельно допустимым концентрациям вредных веществ в воздухе рабочей зоны." Механическая обработка металлов на станках сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений. Пыль, образующаяся в процессе абразивной обработки, состоит на 30-40% из материала абразивного круга, па 60-70% из материала обрабатываемого изделия, а количество выделяющейся пыли зависит от размеров и твердости обрабатываемого материала, диаметра и окружной скорости круга, а также способа подачи изделия /10/. Санитарные нормы выполняют обеспечение оптимальных или допустимых параметров микроклимата производственных помещений с учетом 5 категорий работ, характеризующихся различным уровнем энерготрат. Нормы регламентируют температуру, влажность, скорость движения воздуха и интенсивность теплового облучения работающих (с учетом площади облучаемой поверхности тела), температуру внутренних поверхностей, ограждающих рабочую зону конструкций (стен, пола, потолка) или устройств (например, экранов), температуру наружных поверхностей технологического оборудования, перепады температуры воздухар по высоте и горизонтали рабочей зоны, ее изменения в течение смены, а также предусматривают необходимые мероприятия по защите рабочих мест от радиационного охлаждения. исходящего от поверхности стекла оконных проемов Для решения вышеперечисленных проблем проводится разработка технических решений по обеспечению безопасности условий труда. А именно расчет зануления электрооборудования электроремонтного цеха и расчет вентиляции цеха. 7.2 Расчет зануления электрооборудования электроремонтного цеха Так как у нас существует большая вероятность поражения электрическим током человека, при соприкосновении с металлическими частями электрооборудования, оказавшимися под напряжением при замыкании фазы на корпус или землю, то нам необходимо обезопасить его или сократить до минимума действие электрического тока на организм. Для этой цели применяют: защитное заземление; рзануление; защитное отключение; использование средств защиты; ограждение опасной зоны с вывешиванием плакатов и знаков безопасности; применение световой и звуковой сигнализации. Зануление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, могущих оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока в трехфазных сетях. При занулении открытых проводящих частей время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в таблице 7.1 [14]. Таблица 7.1 - Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения при занулении открытых проводящих частей
Принципиальная схема зануления приведена на рисунке 7.1. На схеме видно, что ток короткого замыкания Iкз в фазном проводе зависит от фазного напряжения сети Uф и полного сопротивления цепи, складывающегося из полных сопротивлений обмотки трансформатора Zт/3, фазного проводника Zф, нулевого защитного проводника Zн, внешнего индуктивного сопротивления петли фазный проводник- нулевой защитный проводник (петля фаза - нуль) Xп, активного сопротивления заземления нейтрали трансформатора R0.  Рисунок 7.1 - Принципиальная схема сети переменного тока с занулением  Рисунок 7.2 - Полная расчетная схема зануления Поскольку R0, как правило, велико по сравнению с другими элементами цепи, параллельная ветвь, образованная им, создает незначительное увеличение тока короткого замыкания, что позволяет пренебречь им. рВ то же время такое допущение ужесточаетр требования к занулению и значительно упрощает расчетную схему, представленную на рисунке 7.3.  Рисунок 7.3 - Упрощенная схема зануления В этом случае выражение короткого замыкания Iкз (А) в комплексной форме будет: Iкз = Uф / ( Zт / 3 + Zф + Zн +jХn), (7.1) где Uф - фазное напряжение сети, В; С учетом последнего: Iкз = Uф / ( Zт / 3 + Zn ) (7.2) При расчете зануления принято применять допущение, при котором для вычисления действительного значения ( модуля ) тока короткого замыкания Iкз модули сопротивления обмотки трансформатора и петли фаза - нуль Zт / 3 и Zп складываются арифметически.Это допущение также ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимым, хотя и вносит некоторую неточность ( 5% ). Полное сопротивление петли фаза - нуль в действительной форме определяется из выражения:  , Ом (7.3)Формула для поверочного расчета определяется из (7.2) и (7.3) с учетом коэффициента кратности К тока короткого замыкания, определяемого требованиями к занулению:  , (7.4)где Iн- номинальный ток аппарата защиты, которым защищен электроприемник. Расчет зануления производится для оборудования электроремонтного цеха. Исходные данные: напряжение сети - 0,38 кВ; мощность трансформатора - 1600 кВА; мощность электроприемника (станок) Р=10 кВт; длина кабеля L1=140м; длина провода L2=42 м; Кабель проложен в трубе Т50. Схема замещения приведена на рисунке 7.4.  Iнпр=32А Рисунок 7.4 - Схема замещения Определим токи нагрузки и выбор аппаратов защиты:   Iнпв=32 А; Iна=50 А. Определим полные сопротивления элементов цепи: а) сопротивление трансформатора для группы соединения D/У0 - 11 Zт=0,025 Ом./15/; б) сопротивление кабеля: ААШВ-1-(3∙50)+(1∙35); Zн.ф.о.=1,8 Ом/км /16/; в) сопротивление провода: АПВ-1(3∙6)+(1∙4); Zн.ф.о.=15,2 Ом/км /16/.п= Zп.ф.о.∙L1=1,8∙0.14=0,25Омп=15,2∙0,042=0,664Ом Определим токи КЗ:   Определение времени срабатывания аппарата защиты: плавкой вставки определяется по защитной характеристике плавкой вставки, а для автомата примем по /17/. Время отключения автоматического выключателя возьмем равным 0,2 секунды. Потенциал корпуса поврежденного оборудования: Uк1=IкзЧZн1=0,852Ч0,12=102,24В, где Zн1 - сопротивление нулевой жилы кабеля ААШВ-1-(3∙50)+(1∙35).  где r - удельное сопротивление алюминиевой жилы принимается равной 0,028 ОмЧмм2/м; S - сечение жилы, мм2; L - длина проводника, м. Uк2 = IкзЧ (Zн2∙ Zн3 )= 244,8(0,09+,012)= 25 В, где Zн2 - сопротивление нулевого провода, Zн2 = Rн2.  Ток, проходящий через тело человека, равен:   8. Экономическая часть 8.1 Цели разработки проекта Целью разработки проекта является строительство подстанции 110/10 кВ и прилегающих к ней сетей 110 и 10 кВ. р Строящаяся подстанция предназначена для реализации электроэнергии деревообрабатывающему заводу данного района со стороны 110 и 10 кВ. Проектируемую подстанцию и прилегающие к ней сети предполагается разместить вне населенных пунктов в равнинной местности, а так же сооружение ЛЭП 110 и 10 кВ предполагается с использованием железобетонных опор. Для строительства подстанции, передачи электроэнергии по тарифу, который ниже действующего, р создается АО "НУРКИЯС И Ко", чтобы создать конкуренцию действующей монопольной организации на розничном рынке по передаче электроэнергии. Целью создания АО - получение прибыли от передачи электроэнергии с шин подстанции до потребителя. р 8.2 Основная информация о проекте Проведя анализ энергоснабжения потребителей данного района, мы можем предположить, что строительство ЛЭП 110 кВ АО "НУРКИЯС И Ко" позволит нам продавать дополнительную электроэнергию районным потребителям. При этом снижается дефицит электроэнергии данном районе. Расчетный период включает в себяр время строительства энергообъекта, период временной эксплуатации и годы с режимом нормальной эксплуатации до окончательного физического срока службы основного энергетического оборудования ПС. Для стоимостной оценки результата используются действующие цены и тарифы Т=11,47 тенге за 1 кВт ч без НДС. Тариф на отпуск электроэнергию будет складываться из тарифар энергопроизводящей организации, городских сетей или АРЭК, национальных электрических сетей, а также установленного тарифа АО. На ПС устанавливается современное высокоавтоматизированное оборудование, что обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения. В соответствии со строительными нормами срок строительства подстанции, установленной мощности 2x16 MBА, и прилегающих сетей 110 и 10 кВ принят равным одному году. р В соответствии с нормами освоения введенных энергомощностей была определена программа отпуска электроэнергии на шинах подстанции, приведенная в таблице 8.1. Таблица 8.1 - Программа отпуска электроэнергии на шинах подстанции
Экологическая ситуация в районе размещения электросети находится в пределах установленных санитарных норм. Строительство подстанции и прилегающих сетей не приведёт к ухудшению экологической ситуации в районе. 8.3 Определение капитальных вложений в строительство подстанции Капиталовложения в подстанцию определяются по приведенным в справочнике укрупненным показателям стоимости суммированием следующих составляющих: РУ 110 и 10 кВ; трансформаторы ТДН-16000-115/10,5; постоянная часть затрат. Капитальные затраты на сооружение подстанции определяются составом оборудования: КП/СТ = ∑Кi · ni + Кпост где Ki - расчетные стоимости распределительных устройств, трансформаторов, а также дополнительные капиталовложения линейных ячеек, оборудованных высокочастотной связью; ni- соответственно число единиц перечисленного оборудования;Кпост - постоянная часть затрат по подстанции, малозависящая от мощности подстанции; Расчетная стоимость ячеек РУ учитывает стоимость выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, ОПН, аппаратуры управления, сигнализации, РЗ и А, р контрольных кабелей, ошиновки, строительных конструкций и фундаментов, а также соответствующих строительно-монтажных работ. Расчетная стоимость трансформаторов включает затраты на ошиновку, шинопроводы, грозозащиту, р заземление, контрольные кабели, РЗ, строительные конструкции и строительно-монтажные работы. Показатели постоянной части затрат по подстанции учитывают полную расчетную стоимость подготовки и благоустройства территории, общеподстанционногор пункта управления, устройств расхода на собственные нужды, аккумуляторной батареи, компрессорной, подъездных и внутриплощадочных дорог, средств связи и телемеханики, маслохозяйства, водопровода, канализации, наружного освещения и прочих общеподстанционныхр элементов. Все расчеты капиталовложений в подстанцию сведены в таблицу 8.2. Таблица 8.2 - Капиталовложения в объект
Мы рассчитываем только затраты на ячейки и на трансформаторы, а все остальные затраты у нас входят в постоянные затраты. 8.4 Определение капитальных вложений в строительство прилегающих сетей Стоимость сооружения ЛЭП определяется основными ее параметрами: напряжением, типом опор, маркой рпроводов и конструкцией фазы, районом строительства, характеристикой трассы и климатическими условиями и укрупненно рассчитывается по выражению: КЛЭП = kуд · L где Куд.i - рудельные показатели стоимости 1 км линии, соответствующие уровню напряжения и количеству цепей, а также учитывающий определенные условия прохождения трассы (по равнине, лес - не более 10% от длины трассы, доставка грузов до трассы - не более 20 км и развозка оборудования по трассе - не более 10 км); L = 6 км - длина линии; Расчеты капиталовложений по линиям электропередач сводим в таблицу 8.3. Таблица 8.3 - Капитальные вложения в ЛЭП
Общие капитальные вложения в строительство энергообъекта составят: КЭС = КП/СТ + КЛЭП=195,56+24,312=219,872 млн. тенге 8.5 Определение себестоимости передачи электроэнергии и прибыли Издержки производства п/ст ри прилегающих сетей связаны с затратами на содержание подстанции, распределительных устройств и линий электропередач. Кроме того, передача и распределение электроэнергии связаны с частичной потерей ее при ртранспортировке по линиям электропередач и трансформации. Поскольку такие потери связаны с процессом передачи, то их стоимость включается в состав ежегодных издержек: Иперед = Иэкс + Ипот, где Иэкс - суммарные затраты электросетевых хозяйств энергосистемы на ремонтно-эксплуатационное обслуживание сетей, тенге/год; Ипот - суммарная стоимость потерь в сетях системы, тенге./год. Произведем расчет затрат электросетевых хозяйств на ремонтно-эксплуатационное обслуживание сетей: Иэкс = Иам + Иоб/рем, где Иам - ежегодные издержки на амортизацию (реновацию), тенге/год:  ,где аам - нормы отчислений на амортизацию, %/год; Иоб/рем - издержки на обслуживание и ремонты (капитальный и текущие), тенге/год:  ,где αоб/рем - нормы отчислений на обслуживание электрических сетей и ремонты, %/год. Расчет эксплуатационных издержек сводится в виде таблицы 8.4. Таблица 8.4 - Эксплуатационные издержки распределения энергии
Себестоимость передачи электроэнергии:  тенге/кВт ч,где Эгод=16948,66×2308,19=39,12млн. кВт ч - годовое энергопотребление предприятия. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||