Электроснабжение предприятия и цеха

 

3.8 Определение расчетной нагрузки всего предприятия

 

Расчетная нагрузка предприятия в  целом, приведенная к шинам 6-10 кВ ГПП, определяется как сумма расчетных нагрузок всех цехов с учетом расчетной нагрузки освещения территории предприятия, потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и несовпадения максимумов силовых нагрузок различных цехов во времени по формулам

                  (15)

                        (16)

где Р_рот , Q_рот, – активная и реактивная расчетная нагрузка освещения территории завода, кВт, кВАр;

К_рм – коэффициент разновременности максимумов силовой нагрузки       

К_рм = 0,95 из [3,с.65,Т1] ;

Рассчитаем обобщенные по предприятию показатели:

1. Коэффициент использования оборудования

2. Коэффициент спроса

          

 

                                                                          

3.9 Коэффициент мощности предприятия в период максимума нагрузки

4.ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ЦЕНТРА

 

Для выбора места расположения ГПП предприятия, а так же цеховых  ТП, при проектировании строим картограмму  электрических нагрузок.

Картограмма представляет собой размещение на генплане предприятия окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам цехов.

Постоим картограмму  активных нагрузок цехов. При этом считаем, что нагрузка равномерно распределена по площади цеха. Тогда центр круга  совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех на генплане.

Радиусы окружностей, r_i, мм определяются по формуле

                                                    (17)

где Р_рi  – расчетная активная нагрузка i-го цеха, кВт;

       m – масштаб площади круга, (m=1).

 Осветительную нагрузку покажем в виде сектора внутри круга, угол которого находится из выражения:

                                              (18)

Цифровые значения нагрузок приводим в виде дроби с кругом: в числителе указываем силовую нагрузку, а в знаменателе – осветительную.

Для литейного цеха (черн. мет):

Для построения картограммы  нагрузок расчетные данные представим в таблицах 10 и 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10 – Расчетные данные для построения картограммы

Номер цеха по генплану	Ррi, кВт	Рроi, кВт	ri, мм	αi, град
1	529,133	113,133068	39,84686	160
2	417,055	37,5545455	14,68579	20
3	410,262	180,261818	24,81961	33
4	670,653	105,152727	22,2419	24
5	1623,59	48,5861932	22,62806	11
6	690,26	40,824	10,41574	43
7	10519,7	19,683	5,988999	63
8	243,295	199,839384	7,708879	385
9	574,732	52,488	24,12022	10

 

Для нахождения местоположения ГПП определим центр электрических  нагрузок предприятия.

Координаты центра Х₀, Y₀, м определим из выражений

 .                                                      (19)       

 .                                                      (20)

 

где Х_i и Y_i – координаты центра нагрузок до 1 кВ i-го цеха, м.

 

Таблица 11– Расчетные данные для построения картограммы

Номер цеха по генплану	Ррi, кВт	Хi,м	Ррi·X, кВт·м	Yi, м	Ppi . Yi,  кВт.м
1	4988,13	25	124703,3	25	124703
2	677,555	60	40653,27	64	43363
3	1935,26	30	104504,1	54	104504
4	1554,15	46	71491,03	21	32637
5	1608,59	654	1052015	45	72386
6	690,26	652	450049,5	254	175326
7	112,683	534	60172,72	56	6310,2
8	186,695	664	123965,4	25	4667,4
9	1827,73	6464	11814460	54	98698
Сумма	253,92	546	138640,1	85	21583

Координаты ГПП будут равны

 

Х₀ = 422,74 м. Y₀ = 76,81м.

5. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

 

Данный раздел проекта  является центральным по своей значимости. Выполнять его рекомендуется  в следующей последовательности:

1) технико-экономические  расчеты при выборе вариантов схем внешнего электроснабжения.

2) технико-экономические  расчеты при выборе вариантов  схем внутреннего электроснабжения.

3) выбор оптимального  варианта схемы электроснабжения  предприятия.

Для выбора рациональной системы электроснабжения предприятия необходимо рассмотреть несколько вариантов и дать технико-экономическое обоснование наиболее целесообразного из  них.

При числе вариантов  более двух экономическая целесообразность того или иного варианта определяется по годовым расчетным затратам по формуле

 

З = К· Е_н + С_э + У,                                    (21)

 

где  К  – капитальные затраты на сооружение системы электроснабжения, т.р.

 

К = К_л + К_а + К_т ,                                    (22)

 

где    К_л  – капитальные затраты на сооружение линий, т.р.;

           К_а – капитальные затраты на установку высоковольтной  аппаратуры, т.р.;

            К_т– капитальные затраты на установку силовых трансформаторов, т.р.

Другие капитальные  вложения сравниваемых вариантов принимаются  одинаковыми.

            Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый в энергетике равным 0,15;

            С_э – годовые эксплуатационные расходы на систему электроснабжения, т.р.

 

                                                     С_э = С_а + С_п,                                        (23)

 

где С_а – годовые амортизационные расходы, т.р.;

      С_п – годовые   расходы   на   оплату   потерь   электроэнергии   в элементах системы электроснабжения, т.р.

 

С_а = Е_а ·К_а + Е_т ·К_т + Е_л ·К_л,                                                 (24)

 

где Е_а , К_т,  Е_л – норма амортизационных отчислений соответственно    на аппаратуру, трансформаторы и линии, т.р;

       У   –  годовой ущерб от перерывов электроснабжения.      

 

Максимальный ток линии, Imax, А определяется по формуле

                                                       (30)

Для определения мощности отключаемой выключателями, намечается расчетная точка КЗ (К-1), а затем  составляется схема замещения для  трех фазного КЗ в точке (К – 1) и определяются параметры схемы замещения в относительных базисных единицах ( при S_б  и U_б).

Сопротивление системы  в относительных базисных единицах.

                                                 (31)

где      Sб – полная базисная мощность, кВА;

                 Sc – из расчетных показателей, кВА.

 

Полная  базисная мощность, Sб, кВА определяется по формуле

,                                               (32)

Сопротивление трехобмоточного трансформатора в относительных базисных  единицах определяется по выражению:

                                           (33)   

где U_к% – напряжение короткого замыкания в процентах между обмотками, по которым протекает ток повреждения.

Суммарное сопротивление  цепи от источника питания до точки  КЗ К – 1.

Х_S*б = Х_c*б + Х_т*б ,                                               (34)

Мощность и ток отключаемые выключателями определяются по формулам

                                                  (35)

                                               (36)

Для варианта №1

Х_S*б = 0,04 + 0,162=0,0562.

Мощность и ток отключаемые  выключателями:

Для варианта №2

Х_S*б = 2,2 + 0,014=2,214.

 

Мощность и ток отключаемые  выключателями:

 

5.1 Расчет технико-экономических показателей вариантов схем

 

а) Капитальные затраты.

Стоимость двух трансформаторов, К_т, т.р., при наружной установке равно

К_т = 2· К_от ,                                                                (49)

Стоимость двух вводов К_ок, т.р., с отделителями и короткозамыкателями, установленных в открытом распределительном устройстве (ОРУ) равно

К_ок = 2· К_оок ,                                                (50)

где Кот и Коок –  единичная стоимость трансформатора и одного ввода с отделителями короткозамыкателями, т.р.

Суммарные капитальные , К, т.р., затраты равны

К = К_т + К_ок                                               (51)

б) Эксплутационные расходы определяются по формуле

С_э = С_пт + С_ат+ С_аок ,           (52)

 

где  С_{пт –} стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах, т.р.;

               С_ат и С_аок – стоимость амортизационных отчислений от  К_т  и К_ок,  т.р.

 

 

                  

Приведенные потери мощности DР’_т , кВт, в трансформаторах составляют

DР’_т =2· (DР’_хх + К_з² DР’_к.з ),                                    (53)

где DР`хх, DР`кз – приведенные потери активной мощности трансформатора при ХХ и КЗ, кВт;

Приведенные потери активной мощности трансформатора при ХХ и КЗ определяются по формулам

 

где Кип – коэффициент изменения потерь, учитывающийся в пределах   Кип = 0,02-0,12 из [3, т.1, с.315]

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах связи, C_пт, т.р., определяется по формуле

C_пт = 2 С₀ ·(DР’_хх ·Т_вкл + К_з² ·DР’_к.з ·t),                                (54)

где Т_вкл – время включения трансформатора под напряжение, принимается обычно равным 8760 часов.

 

 

Суммарные ежегодные  эксплутационные расходы, С_э, т.р., определяется по формуле:

С_э = С_пт +j_тК_т +  j_окК_ок ,                                                 (55)                                                    

 

 

Технико-экономические  показатели варианта № 1.

 

Расчет технико –  экономических показателей питающих линий

а) Капитальные затраты

К_ов  =  23,72 т.р. К_ол = 13,5 т.р К_в = 2· 23,72 = 47,44 т.р.

Стоимость сооружения воздушной линии

К_л = 12·13,5 =162т.р.

Суммарные капитальные  затраты