Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Мая 2013 в 18:51, дипломная работа
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных электроприемников приемников.
Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта - электроэнергии. Вся полученная электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузок необходима точная и немедленная реализация системы управления, компенсирующая возникший дефицит.
От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надежности и безопасности.
Введение…………………………………………………………………………...8
1. Краткая характеристика предприятия……………………………………….10
2. Определение расчетной нагрузки комбината……………………………….12
3. Выбор и обоснование схемы электроснабжения комбината……………….14
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП………………..15
5. Проектирование ЛЭП 110кВ связи с энергосистемой……………………...18
5.1. Выбор сечений ВЛ и типов опор…………………………………………...18
5.2. Выбор и проверка опор по заданным климатическим условиям……………………….21
5.3. Расчет удельных механических нагрузок…………………………………………..…….23
5.4. Расчет критических пролетов и выбор расчетных условий…………….……………….25
5.5. Расчет монтажных таблиц и построение монтажных кривых………………………….27
5.6.Расчет критической температуры и определение максимальной стрелы провеса…………………………………………………………………………………….28
6. Расчет токов короткого замыкания…………………………………………..31
7. Выбор токоведущих частей и коммутационно-защитной аппаратуры……35
7.1. Выбор комплектных распределительных устройств…………………...………………..35
7.2. Выбор выключателей………………………………………………………………………36
7.3. Выбор разъединителей…………………………………………………………………….39
7.4. Выбор измерительных трансформаторов тока…………………………………………..39
7.5. Выбор разрядников………………………………………………………………………...41
7.6. Выбор трансформаторов напряжения……………………………………………………42
8. Проектирование системы релейной защиты и автоматики………………...43
8.1. Расчет уставок защиты трансформаторов 110/10 кВ…………………………………….45
8.2. Расчет ступенчатой токовой защиты линии W1…………………………………..……..49
8.3. Поочередное АПВ линии W1, W2……………………………………………….………..54
8.4. Устройство автоматического включения резерва………………………………………..55
9. Проектирование системы собственных нужд ГПП……………………...….57
10. Расчет молниезащиты ГПП………..……………………………………..….61
11. Проектирование сети 10кВ………………………………………………….64
11.1. Выбор силовых трансформаторов цеховых подстанции предприятия…………….....64
11.2. Выбор линий, питающих трансформаторные подстанции…………………………….65
11.3. Выбор коммутационно-защитной аппаратуры………………………………………....68
12. Раздел экономики и организации производства…………………………...70
12.1.Технико – экономическое обоснование числа и мощности трансформаторов……………………………………………………………….……..70
12.2. Экономическое обоснование схемы электроснабжения комбината с учетом надежности……………………………………………………………………………73
12.3. Калькуляция 1кВт*ч внутризаводской себестоимости потребляемой электроэнергии………………………………………………………………………..82
12.4. Расчет смет и затрат на монтаж схемы электроснабжения………………..………….84
13. Вопросы безопасности и экологичности проекта………………………...94
13.1. Проектирование заземляющего устройства ГПП……………………………..………94
13.2. Разработка противопожарных мероприятий на ГПП……………………………..…..97
13.3. Разработка системы слива, удаления и сбора трансформаторного масла при пожаре на ГПП………………………………………………………………………………….....100
Заключение……………………………………………………………………...103
Список использованных источников……….………………
12.2.Экономическое
с учетом надежности
На предприятии находятся две центральные распределительные подстанции, от которых осуществляется питание двенадцати трансформаторных подстанций, потребители которых относятся ко всем трем категориям надежности.
Рассмотрим варианты с радиальными и магистральными питанием ТП и выберем оптимальный вариант по технико-экономическим расчетам.
Расчетные мощности, токи трансформаторных подстанций комбината, параметры линий согласно расчета, представлены в п.11, приведены в табл.12.3.
Таблица 12.3
Параметры вариантов схем электроснабжения
Номер ТП |
Sр, кВ*А |
Iр, А |
Сечение, мм2 |
Длина 10-3, км |
Радиальная схема | ||||
ТП-1 |
1915 |
100,5 |
3х50 |
2х390 |
ТП-2 |
1100 |
58 |
3х16 |
2х380 |
ТП-3 |
1113 |
58,4 |
3х16 |
2х53 |
ТП-4 |
1726 |
91 |
3х35 |
2х100 |
ТП-11 |
1021 |
54 |
3х16 |
2х140 |
ТП-12 |
1259 |
66 |
3х25 |
2х290 |
ТП-13 |
1964 |
103 |
3х50 |
2х340 |
ТП-14 |
1097 |
58 |
3х16 |
2х122 |
ТП-15 |
1989 |
104 |
3х50 |
2х210 |
ТП-16 |
639 |
33,5 |
3х16 |
1х63 |
ТП-20 |
917 |
48 |
3х16 |
2х150 |
ТП-22 |
3114 |
179 |
3х95 |
2х170 |
Магистральная схема электроснабжения | ||||
ТП-1 |
5004 |
270 |
3х240 |
2х390 |
ТП-2 | ||||
ТП-15 | ||||
ТП-3 |
1113 |
58,4 |
3х16 |
2х53 |
ТП-4 |
1726 |
91 |
3х35 |
2х100 |
ТП-22 |
3114 |
179 |
3х95 |
2х170 |
ТП-11 |
5161 |
272 |
3х240 |
2х340 |
ТП-12 | ||||
ТП-13 | ||||
ТП-20 | ||||
ТП-14 |
1097 |
58 |
3х16 |
2х122 |
ТП-16 |
639 |
33,5 |
3х16 |
63 |
Электроснабжение ТП осуществляется кабельными линиями, проложенными в земле, марки ААБл (см. п.11).
Оптовая стоимость определяется по формуле:
где Цб – удельная стоимость прокладки кабеля [19]
Капитальные вложения определяются по формуле:
где sт, sс, sм – затраты на текущий, средний и малый ремонт, соответственно,
равные sт = 0,1 sс = 0 sм = [19].
Эксплуатационные издержки определим следующим образом:
где Иоб – затраты на обслуживание и ремонт;
ИDW – стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб.
где иоб, ирем – нормы отчислений на обслуживание и ремонт линии,
соответственно 2,0 и 0,3.
где DWл – годовые потери мощности в линиях, кВтч;
t – время максимальных потерь, равное 2886 ч (см. п.п.12.1);
где Dр – удельные потери мощности в линиях, равные 1,4 Вт/А2.
В итоге приведенные затраты определяются по формуле:
Расчет приведенных затрат проведем на примере первого варианта:
Цо = 37,04 * (4360*1,88 + 3590*1,753 + 3980*0,2 + 3750*0,587 + 5070*0,34) = 710,608 тыс. руб
К = 710,608 * (1+0+0) = 781,669 тыс. руб
Иоб = (2,0+0,3)/100 * 781,669 = 17,978 тыс. руб
DWл = 1,4*(100,52*0,390 + 582*0,380 + 58,42*0,053 + 912*0,1 + 542*0,140 + 662*0,290 + 1032*0,340 + 582*0,122 + 1042*0,210 + 33,52*0,63 + 482*0,150 + 1792*0,170) = 28960,6 кВт*ч
ИDW = 28960,6*2886*1,5815 = 126916,67 тыс. руб
Иэксп = 17,978+126916,67 = 126934,648 тыс. руб
З = 0,16*781,669 + 126934,648 = 127059,715 тыс. руб
Результаты технико - экономического расчета представлены в табл. 12.4
Таблица 12.4
Результаты технико - экономического расчета
Вариант |
Капит. затраты, тыс. руб |
Эксплуат. издержки, тыс. руб |
Потери электрической энергии, кВт*ч |
Стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб |
Приведенные затраты, тыс. руб |
I |
781,669 |
126934,648 |
28960,6 |
126916,67 |
127059,715 |
II |
651,470 |
154185,338 |
34731,5 |
154170,355 |
154289,808 |
Принимаем первый вариант (радиальная схема электроснабжения), как наиболее экономичный.
Таки образом, технико – экономический расчет показал, что с увеличением сечения проводов и мощности трансформаторов, увеличиваются потери в этих элементах, что приводит к увеличению капитальных затрат. Чтобы энергосистема была выгодной, необходимо выбирать надежную схему, рациональные напряжения, число и мощность трансформаторов.
Выбор варианта исполнения ОРУ 110 кВ с учетом надежности
Рассмотрим два варианта схемы ПС 110/10 кВ, которые различаются разновидностью выполнения схемы по стороне 110 кВ (см. рис.12.1 и 12.2)
Схема «Мостика с выключателем в рабочей перемычке и отделителями на трансформаторах» |
Схема «Мостика с выключателями на трансформаторах» |
Рис. 12.1 Рис. 12.2
Данные схемы различаются
Определяем показатель надежности на шинах РУ 10 кВ понизительной ПС 110/10 кВ. Для этого составляем расчетную схему для каждого варианта в отдельности и в зависимости от соединения элементов в схеме определяем эквивалентное сопротивление данной структуры. Как видим, различие в данных схемах начинается с отделителей и выключателей на трансформаторах, поэтому и расчет ведем от этих элементов. Определяем показатели надежности системы в точке “А” для первого варианта схемы (рис.12.3).
Таблица 12.5
Показатели надежности элементов оборудования
Элемент |
Частота отказов ω0, год-1 |
Среднее время восстановления τ, ч |
Трансформатор 110 кВ |
0,03 |
30 |
Отделитель 110 кВ |
0,05 |
5 |
Короткозамыкатель 110 кВ |
0,05 |
5 |
Выключатель 110 кВ |
0,02 |
7 |
Выключатель 10 кВ |
0,05 |
5,5 |
Шины РУ-10 кВ 1 секция |
0,006 |
5 |
Шины РУ-10 кВ 2 секция |
0,007 |
5 |
Полная расчетная схема первого варианта
Рис. 12.3
1,2 – ОД-110 кВ;
3,4 – КЗ-110 кВ;
5,6 – силовой трансформатор 110 кВ;
7,8 – вводной выключатель 10 кВ;
9 – шины РУ-10 кВ 1 секции;
10 – шины РУ-10 кВ 2 секции.
Упрощенная схема первого варианта представлена на рис. 12.4
Упрощенная расчетная схема первого варианта
Показатели надежности системы последовательно соединенных элементов определяется по формуле:
где w1,w3,w5,w7 - соответственно частота отказа ОД-110 кВ, КЗ-110 кВ,
Т-1, ВВЭ-М-10 кВ ввода Т-1.
w11 = 0,05+0,05+0,03+0,05 = 0,18 год-1.
где τ1,τ3,τ5,τ7 - соответственно среднее время восстановления ОД-110 кВ,
КЗ-110 кВ, Т-1, ВВЭ-М-10 кВ ввода Т-1.
τ11 = 0,18 -1*(5*0,05+5*0,05+30*0,03+5,5*
w12 = 0,05+0,05+0,03+0,05+0,006 = 0,186 год-1.
τ12 = w12–1*( τ2*w2 + τ4*w4 + τ6*w6 + τ8*w8 + τ9*w9) (12.19)
τ12 = 0,186 -1*(5*0,05+5*0,05+30*0,03+5,5*
Показатели надежности
системы параллельно
w13 =0,18*0,186*(9,31+9,17) =0,619 год-1.
τ11 = 9,31*9,17*(9,31 + 9,17) –1 = 4,62 ч.
Показатели надежности системы в точке А:
Частота отказов определяется по формуле:
wС = 0,619 +0,007 = 0,626 год-1.
Среднее время восстановления определяется по формуле:
τС = wС–1*(τ13*w13 + τ10*w10)
τС = 0,626*(4,62*0,619 +5*0,007)= 4,62 ч.
Среднее время простоя за год определяется по формуле:
Информация о работе Электроснабжение Сокольского деревообрабатывающего комбината