- для однофазних двох провідних мереж (1ф + N)
- для трифазних чотири провідних мереж (3ф + N)
де Р - розрахункова потужність, кВт;
Uф - відповідно фазна і лінійна напруга, В;
сosφ = 0,85 - коефіцієнт потужності для газорозрядних ламп типу ДНаТ.
Середня довжина трифазних чотири провідних групових ліній для системи напругою 0,22 кВ складає:
територіальне - 600 м;
охоронне - 400 м.
Для живлення освітлювальних установок приймаємо радіальну схему живлення: кожен ряд світильників живиться від своєї групової лінії.
Розрахунок перерізу ліній живлення освітлювального навантаження покажемо на прикладі лінії територіального освітлення:
Iр.т= А.
Кабель ліній живлення залишаємо той самий.
Результати розрахунків перерізу кабельних ліній зовнішнього освітлення зведемо в таблицю 4.
Таблиця 4 - Результати розрахунків перерізу кабельних ліній
|
Лінія |
Р, кВт |
Iр, А |
Iр.ф, А |
Кабель |
Iдоп, А |
|
Териториальна |
3,89 |
6,93 |
2,31 |
АВВГ- 4х4 |
24 |
|
Охоронна |
3,01 |
5,36 |
1,78 |
АВВГ- 4х4 |
24 |
9 ПЕРЕВІРКА ВИБРАНОЇ МЕРЕЖІ ЗА ВТРАТОЮ НАПРУГИ
Відповідно до ГОСТ 13109-97 напруга на найбільш віддалених лампах зовнішнього освітлення промислових підприємств повинна бути не нижча 97,5 % Uном [4].
Величина мінімально допустимої напруги на затисках лампи:
Umin= Uxx- ΔUmp-ΔUл (3)
де ΔUхх - напруга холостого ходу трансформатора (на 5 % вища за номі-нальну);
ΔUл - втрати напруги в лінії відповідного освітлення.
Втрата напруги в трансформаторі (%) визначається виразом
(4)
де Ua, Uр - відповідно активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора (Uкз), % ;
соsφ - коефіцієнт потужності навантаження вторинного ланцюга трансформатора;
β - коефіцієнт завантаження трансформатора (відношення розрахункового навантаження трансформатора до його номінальної потужності).
Активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора (%) визначаються виразами:
; (5)
, (6)
де ΔPкз - втрати потужності короткого замикання трансформатора, кВт;
Sном.тр - номінальна потужність трансформатора, кВА.
Номінальні параметри трансформатора типу ТМ-630/3,15/0,4 що живить територіальне освітлення наведені в таблиці 5.
Таблиця 5 - Номінальні параметри трансформатора ТМ-560/3,15
|
Параметр |
Величина |
|
Номінальна потужність, кВА |
560 |
|
Номінальна напруга обмотки ВН, кВ |
3,15 |
|
Номінальна напруга обмотки НН, кВ |
0,4 |
|
Uk, % |
7,5 |
|
Pхх, кВт |
1,9 |
|
Pкз, кВт |
6,5 |
|
Iх, % |
4,0 |
Визначаємо активну та реактивну складові напруги короткого замикання трансформатора за виразами (5), (6):
Ua= %;
Up= %
Згідно завдання коефіцієнт завантаження трансформаторів =0,7. При цьому cos= 0,75.
Згідно виразу (4):
%
Втрата напруги (%) в лініях зовнішнього освітлення визначаються за виразом:
(7)
де Iр.ф - розрахунковий струм одної фази лінії, А;
L - довжина лінії, км;
r0, x0 - відповідно, активний та реактивний питомий опір лінії, Ом/км:
Ом/км;
x0 =0,08 Ом/км;
γ - провідність матеріалу жили лінії, для алюмінію γ = 32;
F - переріз жили лінії, мм2;
Uн - номінальна напруга лінії, В.
Для лінії територіального освітлення:
r0 = Ом/км;
x0=0,08 Ом/км;
згідно виразу (6.7):
Uлто= %
Для лінії охоронного освітлення:
r0= Ом/км;
x0=0,08 Ом/км;
згідно виразу (6.7):
Uлоо= %
Величина напруги на затисках найбільш віддаленого світильника згідно виразу (3) складає:
- для освітлення території:
Umin.т=105-4,03-2,19=98,78 %
так як 98,78 % > 97,5 %, то умова виконується;
- для охоронного освітлення:
Umin.о= 105-4,03-1,09=99,88 %;
так як 99,88 % > 97,5 %, то умова виконується.
10 ВИБІР АПАРАТУРИ УПРАВЛІННЯ ТА ЗАХИСТУ ОСВІТЛЮВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
Для захисту від надмірного нагрівання дротів і кабелів кожна ділянка електричної мережі повинна бути оснащена захисним апаратом, що забезпечує відключення аварійної ділянки при непередбачуваному збільшенні струмового навантаження над тривало допустимим.
Як апаратуру захисту освітлювальної мережі використовують автоматичні вимикачі. Вибір автоматичних вимикачів відбувається за розрахунковим струмом і номінальною напругою:
Iавт > 1,3·Iр - для захисту групових ліній;
Iавт >1,1·Ір - для захисту живильних ліній;
Uнавт>Uн.мер,
де Iавт - номінальний струм автоматичного вимикача;
Iр - робочий струм лінії, що захищається;
Uавт - номінальна напруга автоматичного вимикача;
Uн.мер - номінальна напруга мережі.
Результати вибору автоматичних вимикачів зведемо в таблицю 6.5.
Таблиця 6.5 - Результати вибору автоматичних вимикачів
|
Призначення |
Вимикач |
Тип і серія |
Uавт |
Uмер |
Ір, А |
Іавт, А |
|
Територіальне |
QF |
ВА 47-29М |
400 |
380 |
6,93 |
10 |
|
Охоронне |
QF |
ВА 47-29М |
400 |
380 |
5,36 |
10 |
11 АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМИ ОСВІТЛЕННЯ
Для автоматизації керування системою зовнішнього освітлення території ДТЕЦ пропонується застосувати ящик керування освітленням ЯУО-01, який призначений для автоматичного та ручного керування освітлювальною мережею.
Ящик ЯУО-01 забезпечує:
- включення та відключення освітлювальних установок від сигналу фотодатчику при досягненні заданого рівня освітленості;
- відключення та включення освітлювальних установок в задані періоди часу;
- ручне включення та відключення освітлювальних установок кнопками,
встановленими на дверях ящика.
Елементи керування ящика складаються із:
- силової частини - автоматичний вимикач на 16 А та електромагнітний пускач;
- ланцюг керування - автоматичний вимикач (запобіжник) для захисту ланцюга керування, програматор, клемники та ін.
В схемі ЯУО-01 можливо реалізувати автоматичний режим керування освітленням тільки за часом та рівнем освітленості. Вибір режимів автоматичного керування освітленням здійснюється перемикачем, а відключення - кнопкою на дверцятах ящика.
12 ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАМІНИ
Для визначення економічної ефективності заміни скористаємося наступним виразом:
(8)
де Т=2600 – годова кількіть годин використання, год/рік;
- розрахункова потужність, кВт.
9)
де- номінальна потужність лампи, кВт;
=0,9 – коефіцієнт використання, згідно [4];
- коефіцієнт додаткових витрат в ПРА, в ПРА для ламп типу ДРЛ дорівнює 1,12, в ПРА для ламп типу ДНаТ дорівнює 1,07;
- кількість ламп.
Для існуючого зовнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДРЛ-250 згідно виразу (9):
кВт
Згідно виразу (8):
кВт∙год/рік.
Для спроектованих світильників зовнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДНаТ-100 згідно виразу (9)
кВт
Згідно виразу (8):
кВт∙год/рік.
Тариф (ТАР) за використання електричної енергії на власні потреби ДТЕЦ приймаємо 0,3 грн./кВт∙год.
Виплати за рік розраховуємо за наступним виразом, грн./рік:
(10)
де ТАР = 0,3 – встановлений тариф на електричну енергію, грн./кВт∙год
Для завнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДРЛ-250 виплати згідно виразу (10) за рік складатимуть:
грн./рік
Для завнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДНаТ-100 виплати згідно виразу (10) за рік складатимуть:
грн./рік
Розглядаємо варіант реконструкції під світильники з натрієвими лим-пами типу ДНаТ-100 потужністю 100 Вт з цоколем типу Е40.
Матеріали на реконструкцію світильників з лампами типу ДНаТ-100 наведено у таблиці 6.
Таблиця 6 - Матеріали на реконструкцію світильників з лампами типу ДНаТ-100
|
Найменування обладнання |
Одиниці вимірювання |
Кількість |
Ціна за одиницю виміру, грн. |
Ціна за кількість, грн. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ПРА |
шт |
110 |
104 |
11440 |
|
Лампа типу ДНаТ-100 |
шт |
110 |
56,44 |
6208,4 |
|
Фурнетура |
комплект |
110 |
2 |
220 |
|
Разом |
17868,4 |
|||
Розрахунок вартості реконструкції у світильниках під лампу типу ДНаТ-100 зведемо в таблицю 7.
Таблиця 7 – Розрахунок вартості реконструкції світильників під лампу типу ДНаТ-100
|
Найменування обладнання |
Одиниці вимірювання |
Кількість |
Ціна за одиницю виміру, грн. |
Ціна за кількість, грн. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Демонтаж ПРА |
шт |
110 |
15 |
1650 |
|
Монтаж ПРА |
шт |
110 |
45 |
4950 |
|
Разом |
6600 |
|||
Ліквідну вартість () на світильники з лампами типу ДРЛ-250 приймаємо 40 % від вартості використаного матеріалу у світильниках.
Матеріали на ліквідну вартість світильників з лампами типу ДРЛ-250 наведено в таблиці 6.8.
Таблиця 8 – Матеріали на ліквідну вартість світильників з лампами типу ДРЛ-250
|
Найменування обладнання |
Одиниці вимірювання |
Кількість |
Ціна за одиницю виміру, грн. |
Ціна за кількість, грн. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ПРА |
шт |
110 |
95 |
10450 |
|
Лампи типу ДРЛ-250 |
шт |
110 |
19,2 |
2112 |
|
Разом |
12562 |
|||
Розглянемо виплату коштів за спожиту електричну енергію на зовнішнє освітлення території ДТЕЦ терміном 10 років:
(11)
де = 10 – термін виплат, рік.
Згідно виразу (11) виплати за електричну енергію терміном на 10 років для зовнішнього освітлення ДТЕЦ з лампами типу ДРЛ-250 складатимуть:
=21621,6∙10=216216 грн.
На споживання електричної енергії для реконструйованого зовнішнього освітлення ДТЕЦ з лампами типу ДНаТ-100 буде витрачатися згідно виразу (11)
=8262,54∙10=82625,4 грн.,
сюди вносимо також ціну на матеріали та реконструкцію, тоді приведена вартість за наступним виразом буде складати:
,
де =17868,4 – кошти на матеріали, згідно таблиці 6.6, грн.;
=6600 – кошти на реконструкцію, згідно таблиці 6.7, грн.;
– коефіцієнт ліквідної вартості матеріалу у світильниках з лампами типу ДРЛ-250.
, (12)
де =12562 – згідно таблиці 6.8, грн.
грн.
грн.
Термін окупності варианта з лампами типу ДНаТ-100 визначемо за наступним виразом:
, (13)
де =10 – термін виплат, рік;
- приведена вартість на споживання електричної енергії, матеріалів та реконструкцію відповідно до ;
- приведена вартість на споживання електричної енергії існуючого зовнішнього освітлення відповідно до .
Термін окупності для системи зовнішнього освітлення з лампами типу ДНаТ-100 згідно виразу (6.12) дорівнює:
4 роки 9 місяців
Висновок: через 4 роки 8 місяців світильники з лампами тпу ДНаТ-100 окупляться і почнеться економія електричної енергії на зовнішнє освітлення ДТЕЦ.
За 10 років на електричній енергії зовнішнього освітлення ДТЕЦ зекономимо кошти на суму, що показує наступний вираз, грн.:
грн.
Страницы: 1, 2
