Электроснабжение машиностроительного завода

Таблица 5.2 - Паспортные данные силового трансформатора

Uн, кВ	Расчет		Тип, мощность и количество трансформаторов	Потери, кВт		Iхх, %	Uкз, %
	Sм.гпп, кВА	Sном.т, кВА		ХХ	КЗ
35	12633,68	9024,06	2хТДНС-10000/35	14,5	65	0,8	7,5
110	12769,61	9121,15	2хТДН-10000/110	14	58	0,7	10,5

        

 5.5 Расчет потерь мощности и энергии в трансформаторах

Данный расчет производится аналогично п. 3.5.

Результаты расчетов сведены в таблицу 5.3

Потери энергии в трансформаторе DWтр определяются по следующей формуле:

 

где Твкл - время включения, принимаемое равным 8760 ч.

tм  - время максимальных потерь, равное 4141,01 ч.

 

Определение потерь мощности и энергии, в трансформаторах на 110 кВ производится аналогичным образом и сводится в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Потери мощности и энергии в трансформаторах

Uн, кВ	Кол-во и мощность тр-ов Sн.тр, кВА	ΔQхх, квар	ΔQкз, квар	Кип	ΔР’хх, кВт	ΔР’кз, кВт	Кз	ΔР’трГПП, кВт	ΔQ’трГПП, квар	ΔW, кВт*ч
35	2хТДНС-10000/35	80	750	0,05	18,5	102,5	0,83	230,49	1193,35	748574,9
110	2хТДН-10000/110	70	1050	0,05	17,5	110,5	0,84	245,70	1621,76	764183

 

6. ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЗАВОДСКОЙ  ПОДСТАНЦИИ

Выбирается схема ГПП с перемычкой с высокой стороны, что повышает надежность электроснабжения. При нормальном режиме перемычка разомкнута. ГПП выполнена на основе блочного типа КТПБ-110/10.

Упрощенная схема ГПП приведена на рисунке 6.1.

Заводская подстанция машиностроительного завода Аскольд  построена по схеме с короткозамыкателями, отделителями и разъединителями на стороне высокого напряжения и номинальным напряжением 35 / 6 кВ. Эта схема наиболее часто используется на заводских подстанциях, так как она достаточно надёжна и дешёвая. В настоящее время рекомендовано использование ГПП на напряжение 110 / 10 кВ, в виду того, что при более высоком напряжении как на ЛЭП так и на внутренней электрической сети предприятия с большей вероятностью будут достаточно малые потери электроэнергии, более высокая надёжность системы электроснабжения, увеличение проходной способности ГПП для резервирования нагрузки вновь вводимых цехов и потребителей.

 

 

 

 

 

                            

Рисунок 6.1 - Типовая схема подстанции 110/10кВ.

 

 

 

6.1 Расчет и проверка  питающих ЛЭП

Выбор питающих ЛЭП производится по экономической плотности тока.

Определение экономического сечения производится по формуле

 

где Iм - расчетный ток, А;

Jэ - экономическая плотность тока, принимаемая по таблице 1.3.36 /6/

 

где Sм.ЛЭП  - суммарная полная мощность на ЛЭП с учетом потерь.

 

Производится расчет на наряжение110 кВ

Суммарная полная мощность с учетом потерь

 

Расчетный ток

                    

Определение экономического сечения

                      

Принимается по /14/ провод АС-70/11 с допустимым током Iдоп=265 А,  
Ro = 0,43 Ом/км

Проверка по допустимому току

 

 

Данный провод удовлетворяет условиям короны – сечение провода должно быть не меньше 70 мм2 Расчет на 35 кВ производится аналогично данные сведены в таблицу 6.1. При строительстве ЛЭП принимаются железобетонные опоры с двусторонним питанием.

6.2 Определение потерь  энергии в ЛЭП

Расчет потерь энергии в ЛЭП  DWа производится по формуле

 

где n - число питающих линий, равное 2;

ΔРуд – потери мощности на одну цепь, принимаются для U = 35 кВ по таблице П. 4.3 /12/ равными ΔРуд = 140 кВт/км, для U = 110 кВ ΔРуд = 125 кВт/км;

         L - длина линии, км;

         τм – время максимальных потерь;

         Кз – коэффициент загрузки линии.

 

 

 

Расчеты для ЛЭП на 110 и 35 кВ сводятся в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Технико-экономические характеристики ЛЭП.

U, кВ	Sм.лэп, кВА	Im, А	jэк, А/мм2	Fрасч, мм2	Fст, мм2	Iдоп, А	Iав, А	R0, Ом/км	ΔW, кВт*ч	Марка провода	Кз
35	13141,97	102,18	1,1	92,89	95	330	204,35	0,306	992494,3	АС 95/16	0,31
110	13486,53	32,51	1,1	29,56	70	265	65,02	0,428	155817	АС 70/11	0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩИХ  ЛЭП

Схема подключения завода к шинам районной подстанции

Рисунок 7.1 - Схема подключения завода к шинам районной подстанции

               а) Электроснабжение завода на  U = 110 кВ

               б) Электроснабжение завода на  U = 35 кВ

Окончательное решение о принятии варианта напряжения питающих линий должно обосновываться технико-экономическими показателями системы в целом.

Схема внешнего электроснабжения приведена на рисунке 7.1.

Минимум приведенных затрат

 

где (см. таблица 4.1);

       Клэп - полная стоимость сооружения ЛЭП;

            Коб - полная стоимость оборудования ГПП;

            ИΔwлэп - стоимость издержек на потери в ЛЭП;

       ИΔwтр - стоимость издержек на потери в трансформаторах.

Стоимость сооружения ЛЭП рассчитывается по формуле:

 

где КIлэп - удельная стоимость сооружения 1 км ЛЭП;

       Куд - коэффициент удорожания;

      L - длина ЛЭП.

Стоимость оборудования ГПП рассчитывается по формуле:

 

где Краз - стоимость разъединителей;

       Квыкл - стоимость выключателей;

        Копн - стоимость ОПН;

      Ктр - стоимость трансформаторов.

Издержки на потери в ЛЭП рассчитываются по формуле: 

 

где Сп - стоимость 1 кВт×ч потерь.

Издержки на потери в трансформаторах рассчитываются по формуле:

 

Стоимость 1 кВт заявленной мощности рассчитывается по формуле:

 

где 1,15 , 675 - для 35 кВ, 0,89 , 583 - для 110 кВ, tm = 4141,01 ч.

1) Рассчитаем  капитальные затраты для напряжения 35 кВ:

              

Издержки на потери в ЛЭП:

          

- издержки  на потери в трансформаторах:

         

- стоимость  сооружения ЛЭП:

        

Стоимость оборудования ГПП:

- стоимость  разъединителей РНДЗ – 35/600 УХЛ 1;

N = 14 шт; К’раз = 55000 руб

                

- стоимость  выключателей ВБН – 35 – 20/630 УХЛ1;

N = 2; К’выкл = 417539 руб

 

- стоимость  РВС – 35

N = 2; К’рвс = 24150 руб

 

- стоимость  трансформаторов ТДНС-16000/35

N = 2; К’тр = 1035423 руб

 

- стоимость  короткозамыкателей КЗ – 35

N =2; К’кз = 9800 руб

 

- стоимость  отделителей ОД – 35/600

N = 2; К’од = 7000 руб

 

- стоимость  ГПП

 

 

Капитальные затраты на 35 кВ, определяются по формуле (5.4):

З35 кв = (0,12+0,028+0,004)×4171200 + (0,12+0,063+0,01)×3757824+3082687,29 + +2325073,64 = 6767043,362 руб

2) Рассчитаем  капитальные затраты на 110 кВ:

 

- издержки  на потери в ЛЭП:

 

- издержки  на потери в трансформаторах:

 

- стоимость  сооружения ЛЭП:

Куд = 46; L = 8 км; К’лэп = 10700 руб

 

Стоимость оборудования ГПП:

- стоимость  разъединителей РДЗ-110/1000 - УХЛ1

 N = 10; К’раз = 93000 руб

 

- стоимость  выключателей ВГТ–110-40/2500У1

N = 2; К’выкл = 1586651 руб

                                                   Квыкл = 1586651×2 = 3173302 руб

- стоимость  ОПН 110/73/10 400 1 УХЛ1

N = 4; К’опн = 31400 руб

 

- стоимость  трансформаторов ТДН – 10000/110

N = 2; К’тр = 1100000 руб

 

- стоимость  ГПП

                      Коб = 930000 + 3173302 + 125600 + 2200000 = 6428902 руб

Капитальные затраты на 110 кВ:

З110кВ = (0,12+0,028+0,004)*6428902+(0,12+0,063+0,01)*401852,043+

+1970827,96 = 3025578,508 руб.

 

Сравнение приведенных затрат показывает, что стоимость варианта электроснабжения на напряжение 110 кВ с учетом ГПП меньше варианта на 35 кВ. Поэтому для дальнейших расчетов принимается схема внешнего электроснабжения на напряжение 110 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

    ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ  СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Расчетная реактивная нагрузка в сетях 6-10 кВ промышленных предприятий Qвбк определяется по формуле

 

где QвкТП – нескомпенсированная реактивная нагрузка в сетях 0,4 кВ;

QмΣ(10кВ) – суммарная реактивная мощность высоковольтной нагрузки;

DQ`трГПП – потери мощности в трансформаторах ГПП.

                     Qвк.зав = 1718,3+8637+1621,76 – 644,64-3097,06 = 8235,36 квар

Выбирается ВБК типа 2хКРМ(УКЛ56)-6,3-10,5 кВ - 4000 квар. Для повышение коэффициента использования конденсаторных батарей выбирается централизованная установка на ГПП.

Итоговая мощность Qвбк с учетом выбранных батарей составляет

       Qвбк = 2×4000 = 8000 квар

Недокомпенсированная реактивная мощность предприятия

                                      QВК = 8235,36 – 8000 = 235,36 квар

Реактивная мощность, потребляемая заводом из системы:

 

                                   QS = 3097,06 + 235,36 = 3332,42 квар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Расчет сети внутризаводского  
электроснабжения

9.1 Уточнение схемы электроснабжения с учётом высоковольтной нагрузки и расчёт сечений кабельных линий на 10 кВ

 

Расчет сечения кабельных линий выбирается по экономической плотности тока с последующей проверкой по длительно допустимым токовым нагрузкам нормального и аварийного режима и по термической стойкости к токам КЗ.

Для расчета сечений кабельных линий, соединяющих ТП, необходимо знать рабочий максимальный ток, который протекает по рассматриваемому участку и определяется по формуле

 

где Sм - полная мощность проходящая по рассматриваемому участку кабельной линии, кВА;