Диплом шихтоподача. Диплом шихтоподача — копия. Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
2.2 Выбор кабелей, питающих подстанцию Так как в цехе имеются потребители первой категории, число вводов на подстанцию принимаем равным двум (n=2). Основными показателями, влияющими на выбор рационального напряжения питания, считаются величины передаваемой по данной линии мощности и ее длина. Расчет рационального напряжения питания будем проводить по формулам иностранных инженеров. Формула Стилла (23) [6, с.26] Uрац = 3√Smax п/ст + 0,5∙ℓ , кВт (23) где Smax п/ст – полная максимальная мощность, МВ ∙ А; ℓ – длина линии, км. Формула Вейкерта (24) [6, с.26] Uрац = 4,34√ℓ +16 ∙ Pmax п/ст, (24) где Pmax п/ст – активная максимальная мощность на подстанции, МВт; Рассмотрим первый вариант расчета рационального напряжения Uрац , кВ по формуле (25) Uрац = 3√(1633 + 0,5 ∙ 1,5) = 4,6 кВ Принимаем 6,3 кВ. Рассмотрим второй вариант расчета рационального напряжения Uрац , кВ по формуле (26) Uрац = 4,34√(1,5 + 16 ∙ 1,4) = 21 кВ Принимаем 10,5 кВ. Проведем технико-экономический расчет по каждому варианту выбранных стандартных напряжений. Первый вариант: стандартное напряжение 6,3 кВ. Определяем общий рабочий ток линии Iоб. раб, А, по формуле (25) [6, с.44] Iоб. раб. = Smax п/ст / √3 Uст, (25) где Smax п/ст – полная максимальная мощность, кВ ∙ А; Uст – стандартное напряжение, кВ. Iоб. раб. = 1633 / √3 ∙ 4,6 = 209 А Определяем рабочий ток одного ввода I раб.1, А, по формуле (26) [6, с.44] I раб.1 = Iоб. Раб. / 2, (26) где Iоб. раб. – общий рабочий ток линии, А; I раб.1 = 209 / 2 = 104,5 А Определяем по токовую нагрузку Iтабл, А, из [8, с.345] для данного напряжения кабельной линии, принимаем соответственно этой нагрузке сечение Sн, мм² Iтабл. = 190 А => Sн = (3×70) мм2 Определяем табличный допустимый ток Iтабл.доп., А, по формуле (27) [6, с.44] Iтабл.доп. = Iтаб∙ k1 ∙ k2 ∙ k3 ∙ Iтабл., (27) где k1 – поправочный коэффициент на среду; k2 – поправочный коэффициент на число параллельных проложенных кабелей; k3 – поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в блоках. Iтабл.доп. = 0,9 ∙ 190 = 171 А Определяем аварийно-допустимый ток Iав.доп.., А, по формуле (28) [6, с.44] Iав.доп. = 1,3 ∙ Iтабл.доп., (28) где Iтабл.доп. – табличный допустимый ток, А. Iав.доп. = 1,3 ∙ 171 = 222 А Определяем аварийный действительный ток Iав. ., А Iав. = 88,63 А Сравниваем аварийный ток и аварийно-допустимый Iав. (88,63 А) > Iав.доп. (171 А). Окончательно принимаем кабель марки СБГ - (3×70) мм2, так как этот кабель удовлетворяет условию выбора и проверки. Второй вариант: стандартное напряжение 10,5 кВ. Определяем общий рабочий ток в линии Iоб. раб, А, по формуле (25) Iоб. раб. = 1633 / √3 ∙ 10,5 = 45 А Определяем рабочий ток одного ввода I раб.1, А, по формуле (26) I раб.1 = 45 / 2 = 22,5 А Определяем табличный ток Iтабл, А, из [8, с.345] для данного напряжения кабельной линии, принимаем соответственно этой нагрузке сечение Sн, мм² Iтабл. = 75 А => Sн = (3×16) мм2 Определяем аварийно-допустимый ток Iав.доп.. , А, по формуле (27) Iав.доп. = 0,9 ∙ 1,3∙ 75 = 88,7 А Определяем аварийный ток линии Iав. ., А Iав.. = 88,63 А Сравниваем аварийный ток и аварийно-допустимый Iав. (88,63 А) > Iав.доп. (88,7 А) Окончательно принимаем кабель марки СБГ - (3×16) мм2, так как этот кабель удовлетворяет условию выбора и проверки. Выполним технико-экономический расчет 1 варианта - U = 6,3 кВ. Определяем капитальные затраты на линию Кл, тыс. руб, по формуле(29) [6, с.63] Кл = К1 км ∙ ℓ ∙ n, (29) где К1 км – стоимость одного километра линии, тыс. руб, определяется по [9, с. 78]; ℓ – длина кабельной линии, км; n – число линий. Кл = 3,9 · 1,5 · 2 = 11,7 тыс. руб Стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб, определяется по формуле (30) [6, с.72] Са = (Ра% / 100) · Кл, (30) где Ра – норма амортизации, определяется в зависимости от напряжения в линии, %; К1 км – стоимость одного километра линии, тыс. руб. Са = (3,4 / 100) · 11,7 = 0,4 тыс. руб Потери мощности в линии ∆Рл, кВт, вычисляем по формуле (31) [6, с.72] ∆Рл = ∆Руд · I раб.1 2 · n · ℓ · 10 -3, (31) где ∆Руд – удельные потери мощности, они равны 1,4 Вт/км; I раб.1 – рабочий ток одной линии, А; n – число линий; ℓ – длина линии, км. ∆Рл = 0,8 · 105 2 · 2 · 1,5 · 10 -3 = 26,5 кВт Активные потери электроэнергии ∆Wл, кВт · час, определяется по формуле (32) [6, с.72] ∆Wл = ∆Рл · Тmax, (32) где Тmax – число часов максимума нагрузки промышленного предприятия, час; ∆Рл –потери мощности в линии, кВт. ∆Wл = 26,5 · 6000 = 159000 кВт · час Стоимость потерь в линии электроэнергии Сп, тыс. руб, определяется по формуле (33) [6, с.72] Сп = С0 ·∆ Wп · 10 -3 , (33) где С0 – стоимость 1 кВт · час электроэнергии, который равен 1,2 руб/кВт · час; ∆Wл – активные потери электроэнергии, кВт. Cп = 1,63 · 159 · 10 -3 = 259,17 тыс. руб Годовые эксплуатационные расходы Сг, тыс. руб определяются по формуле (34) [6, с.72] Сг = Са + Сп, (34) где Са – амортизационные отчисления, тыс. руб; Сп – стоимость потерь в линии электроэнергии, тыс. руб. Сг = 5,22 +51,06=56,28 тыс. руб Рассчитываем общие затраты на производства З, тыс. руб, по формуле (35) [6, с.72] З = Сг + 0,15 · Кл, (35) где Сг - годовые эксплуатационные расходы на линию, тыс. руб; Кл – капитальные затраты на линию, тыс. руб. З = 259,17 + 0,15 · 11,7 = 260,92 тыс. руб Выполним технико-экономический расчет 2 варианта - U = 10,5 кВ. Определяем капитальные затраты на линию Кл, тыс. руб, по формуле(29) Кл = 3,042 · 1,5 · 2 = 9,1 тыс. руб Стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб, определяем по формуле (30) Са= (3,4/100) · 9,1 = 0,31 тыс. руб Потери мощности в линии ∆Рл, кВт, вычисляем по формуле (31) ∆Рл = 5,9 · 22,5 2 · 2 · 1,5 · 10 -3 = 9 кВт Расход электроэнергии в линии ∆Wл, кВт · час, определяется по формуле (32) ∆Wл = 9 · 6000 = 54000 кВт · час Стоимость потерь в линии электроэнергии Сп, тыс. руб, определяется по формуле (33) Cп = 1,63 · 54000 · 10 -3 = 88,02 тыс. руб Определяем годовые эксплуатационные расходы Сг, тыс. руб, по формуле (34) Сг = 0,31 +88,02 = 88,33 тыс. руб Рассчитываем общие затраты на производства З, тыс. руб, по формуле (35) З = 88,33 + 0,15 · 9,1 = 89,69 тыс. руб Сравниваем все технико-экономические показатели обоих вариантов. Первый вариант: Uрац = 6,3 кВ Второй вариант: Uрац = 10,5 кВ Кл I (11,7 тыс. руб) > Кл II (9,1 тыс. руб) Сг I (259,17 тыс. руб) > Сг II (88,02 тыс. руб) З I (260,92 тыс. руб) > З II (89,69 руб) Вывод: Так как все технико-экономические показатели второго варианта оказались меньше первого варианта, то мы принимаем второй, то есть с рациональным напряжением Uрац = 10,5 кВ. 2.3 Выбор силовых трансформаторов Подбираем два варианта силовых трансформаторов по коэффициенту загрузки, общими данными для которых являются: - Uв = 10,5 кВ – высокое напряжение; - Uн = 0,4 кВ – низкое напряжение; Мощность трансформатора SH.T., кВ ∙ А, определяется по формуле (36) [6, с.55] SH.T. = S ср / 2 ∙ К з (36) где S ср – средняя мощность потребителей 0,4 кВ, МВ ∙ А; К з – коэффициент загрузки трансформатора. SH.T. = 1536 / 1,44 = 1067 кВ ∙ А Подбираем два варианта установки силовых трансформаторов. 1 вариант Трансформатор типа ТМ – 1000/10 - высокое напряжение ВН = 10,5 кВ; - низкое напряжение НН = 0,4 кВ; - потери холостого хода ∆Рхх = 2,45 кВт; - потери короткого замыкания ∆Ркз = 11 кВт; - ток холостого хода iхх = 1,4 %; - напряжение короткого замыкания Uк = 5,5 %; - цена 150 тыс. руб. 2 вариант Трансформатор типа ТМ - 1600/10 - высокое напряжение ВН = 10,5 кВ; - низкое напряжение НН = 0,4 кВ; - потери холостого хода ∆Рхх = 3,3 кВт; - потери короткого замыкания ∆Ркз = 16,5 кВт; - ток холостого хода iхх = 1,3 %; - напряжение короткого замыкания Uк = 5,5 %; - цена 207,5 тыс. руб. По 1 варианту коэффициент загрузки трансформатора Кз, вычисляем по формуле (37) [6, с.57] Кз = S ср п/ст / 2 Sн.т, (37) где S ср п/ст - средняя полная мощность по подстанции, кВ ∙ А; Sн.т – полная номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А. Кз = 1536 /(2·1000)=0,77 Коэффициент загрузки трансформатора при максимальном режиме работы Кз max определяется (38) [6, с.57] Кз max = S max п/ст / 2 · Sн.т , (38) где S max п/ст – полная максимальная мощность по подстанции, кВ ∙ А; Sн.т – полная номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А. Кз max = 1827,84/(2 ·1000) = 0,91 Коэффициент загрузки трансформатора при аварии Кз ав. должен быть меньше 1,4 и рассчитывается по формуле (39) [6, с.57] Кз ав. = S ср п/ст / Sн.т , (39) где S ср п/ст - полная средняя мощность по подстанции, кВ ∙ А; Sн.т – полная номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А. Кз ав. = 1536 / 1000 = 1,54 ˃ 1,4 Капитальные затраты на трансформатор, Кт, тыс. руб, определяются по формуле (40) [6, с.63] Кл = Кт ∙ n, (40) где Кт – стоимость одного трансформатора, тыс. руб; n – число трансформаторов. Кт = 2 · 120 =240 тыс. руб Потери мощности холостого хода и потери короткого замыкания ∆P'хх, кВт, рассчитываются по формуле (41) [6, с.57] ∆P'хх = (∆Pхх + kип · ∆Qхх) · 2 (41) где ∆Pхх – активные потери холостого хода, кВт; kип - коэффициент изменения потерь; ∆Qхх – реактивные потери холостого хода, квар. Реактивные потери холостого хода ∆Qхх, квар, находятся по формуле (42) [6, с.57] ∆Qхх = (iхх % / 100) · Sн.т, (42) где Sн.т – полная номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А; iхх % - ток холостого хода, %. ∆Qхх = (1,5/ 100) ·1000 = 15 квар ∆P'хх = 2,15 + 0,07 · 15 =3,2 кВт Приведенные активные потери короткого замыкания ∆P'кз, кВт, находятся по формуле (43) [6, с.58] ∆P'кз = ∆Pкз + kип · ∆Qкз, (43) где ∆Pкз – активные потери короткого замыкания, кВт; kип - коэффициент изменения потерь. ∆Qкз – реактивные потери короткого замыкания, квар. Реактивные потери короткого замыкания Qкз, квар,находятся по формуле (44) [6, с.58] Qкз = (Uк % / 100) · Sн.т, (44) где Uк % - напряжение короткого замыкания, %; Sн.т – полная номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А. Qкз = (5,5 / 100) · 1000 = 55 квар ∆P'кз = 8,4 + 0,07 · 55 = 12,25 кВт Приведенные потери в силовом трансформаторе ∆P'т, кВт, вычисляем по формуле(45) [6, с.58] ∆P'т =( ∆P'хх · Кз2 · ∆P'кз ) ∙ 2, (45) где ∆P'хх – приведенные активные потери холостого хода, кВт; Кз - коэффициент загрузки трансформатора; ∆P'кз, - приведенные потери короткого замыкания, кВт. ∆P'т =( 3,2 · 0,752 · 12,25 ) ∙ 2 =10,1 кВт Потери электроэнергии в трансформаторе ∆Wт, кВт час, находим по формуле (46) [6, с.58] ∆Wт = ∆P'т · T, (46) где T – число часов нагрузки промышленного предприятия, час. ∆Wт = 10,1 · 5000 =50500 кВт час Стоимость потерянной электроэнергии Сп, тыс. руб, находится по формуле (47) [6, с.60] Сп = С0 · ∆Wт · 10-3 , (47) где С0 – стоимость 1 кВт · час электроэнергии, тыс.руб. Сп = 1,2 · 50500 · 10-3 = 60,6 тыс. руб Годовые эксплуатационные расходы, Сг, тыс.руб, определяются по формуле (48) [6, с.62] Сг = Сп + Са, (48) где Сп – стоимость потерянной электроэнергии, тыс.руб; Са – стоимость амортизационных отчислений, тыс. руб. Стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб, определяется по формуле (49) [6, с.62] Са = (Ра % / 100) · Кт, (49) где Ра % - норма амортизации для силовых трансформаторов, %; Кт – капитальные затраты, тыс. руб. Срок окупаемости находится по формуле (50) [6, с.65] З = Сг + 0,15 · Кт, (50) где Сг – годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб; 0,15 – нормативный коэффициент; Кт – капитальные затраты, тыс. руб. Рассчитаем стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб, по формуле (49) Са = (6,3 / 100) ·36400 = 229,32 тыс. руб Годовые эксплуатационные расходы, Сг, тыс. руб, определяем по формуле (47) Сг = 229,32 + 60,6 = 289,92 тыс.руб Рассчитываем общие затраты на производства З, тыс.руб, по формуле (50) З = 289,92 + 0,15 · 3640 = 835,92 тыс. руб Второй вариант рассчитывается аналогично. Коэффициент загрузки трансформатора Кз, вычисляем по формуле (37) Кз2 = 1536/( 2 · 1600) = 0,48 Коэффициент загрузки трансформатора при максимальном режиме работы Кз max определяется (38) Кз max2 = 1827,84 / (2 · 1600) = 0,57 Коэффициент загрузки трансформатора при аварии Кз ав. должен быть меньше 1,4 и рассчитывается по формуле (39) Кз ав2. = 1536/1600 = 0,96 < 1,4 Капитальные затраты на трансформатор, Кт2, тыс.руб, определяются по формуле (40 ) Кт2 = 207,5 · 2 = 415 тыс. руб Потери мощности холостого хода ∆P'хх, кВт, рассчитываются по формуле (41) ∆P'хх2 = 3,3 + 0,07 · 20,8 = 4,75 кВт Реактивные потери холостого хода Qкз2, квар, находятся по формуле (42) ∆Qхх = (1,3/100) · 1600 = 20,8 квар Приведенные активные потери короткого замыкания ∆P'кз, кВт, находятся по формуле (43) ∆P'кз2 = 16,5 + 0,07 · 88 = 22,66 кВт Потери электроэнергии в трансформаторе ∆Wт, кВт час, находим по формуле (46) ∆Wт2 = 6,9 · 8000 = 55200 кВт час Стоимость потерянной электроэнергии Сп, тыс. руб, находится по формуле (47) Сп2 = 0,94 · 55200 ∙ 10-3 = 51,9 тыс. руб Стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб, определяется по формуле (49) Са2 = (6,3 / 100) · 415 = 26,15 тыс. руб Годовые эксплуатационные расходы, Сг, тыс.руб, определяем по формуле (47) Сг2 = 51,9 + 26,15 = 78,05 тыс. руб Рассчитываем общие затраты на производства З, тыс.руб, по формуле (50) З2 = 78,05 + 0,15 · 415 = 140,3 тыс. руб Сравниваем технико-экономические показатели обоих вариантов. Первый вариант: Второй вариант: ТМ – 1000/10 ТМ – 1600/10 Кт I (300 тыс. руб) < Кт II (415 тыс. руб) Сг I (72,3 тыс. руб) < Сг II (78 тыс. руб) З I (117,3 тыс. руб) < З II (140,25 тыс. руб) После технико-экономического сравнения двух вариантов установки трансформаторов, принимаем к установке второй вариант 2 х ТМ - 1600/10. |