1.10 Определение суммарных приведенных затрат на установку оборудования
1) S=6,3 МВА Uном= 35 кВ
Определяем капитальные затраты на установку трансформаторов:
, (1.10.1)
где: А=21,2 тыс. руб./км – цена трансформатора [2; табл. 10.14];
Определяем амортизационные отчисления:
, (1.10.2)
Определяем отчисления на обслуживание:
, (1.10.3)
Определяем суммарные приведенные затраты:
(1.10.4)
3) S=6,3 МВА Uном= 110 кВ 0.067
Определяем капитальные затраты на установку трансформаторов:
,
где: А=32 тыс. руб./км – цена трансформатора [4; табл. 10.14];
Определяем амортизационные отчисления:
,
Определяем отчисления на обслуживание:
,
Определяем суммарные приведенные затраты:
1.11 Выбор оптимального варианта питающего напряжения ГПП
Выбор оптимального варианта электроснабжения осуществляется по минимуму приведенных затрат:
(1.11.1)
Вариант 1:
Вариант 2:
Следовательно, по условию минимума приведенных затрат выбираем первый вариант, т.е. напряжение питающей сети принимаем равным 35 кВ.
Часть 2. Технико-экономическое обоснование выбора устройств компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения предприятия
2.1 Расчет реактивной мощности, поставляемой энергосистемой предприятию, определение вариантов суммарной мощности компенсирующих устройств на стороне 0,4 кВ
Рис. 2.1.1 Схема компенсации реактивной мощности
Суммарная расчетная мощность БК определяется по минимуму приведенных затрат двумя последовательными расчетными этапами:
Этап I – выбор экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций.
Этап II – определение дополнительной мощности батарей, в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети 6/10 кВ предприятия, питающей эти трансформаторы.
Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана со стороны сети 6-10 кВ в сеть до 1000 В без увеличения заданного числа трансформаторов:
(2.1.1)
Определяем наибольшее значение реактивной мощности , передаваемой из сети ЭС в сеть промышленного предприятия в режиме наибольших активных нагрузок энергосистемы:
,где: (2.1.2)
–
суммарная расчетная активная мощность, отнесенная к шинам ГПП 10 кВ;
– для предприятий, расположенных в Сибири при напряжении питающей линии 35 кВ [6,стр.35].
Реактивную мощность, вырабатываемую (в режиме перевозбуждения) и потребляемую (в режиме недовозбуждения) синхронным двигателем, можно принять равной:
,где: (2.1.3)
–
номинальная активная мощность синхронного двигателя.
Баланс на стороне 10 кВ:
; (2.1.4)
По результатам расчетов видно, что заданное число трансформаторов пропускает реактивную мощность, передаваемую из сети и вырабатываемую синхронным двигателем в режиме перевозбуждения.
В соответствии с этим рассмотрим два варианта компенсации реактивной мощности: с СД, работающим в режиме перевозбуждения и недовозбуждения.
1 вариант (СД работает в режиме перевозбуждения)
Баланс на стороне 10 кВ:
Так как >, то баланс на низкой стороне 0,4 кВ:
(2.1.5)
Принимаем конденсаторные установки 9×УКТ-0,38-150У3 напряжением 0,38 кВ мощностью по 150 кВАр каждая [1, табл. П6.2].
2 вариант (СД работает в режиме недовозбуждения)
Баланс на стороне 10 кВ:
Так как >, то баланс на низкой стороне 0,4 кВ:
Принимаем конденсаторные установки 18×УКТ-0,38-150У3 напряжением 0,38 кВ мощностью по 150 кВАр [1, табл. П6.2].
2.2 Технико-экономическое обоснование выбора устройств компенсации реактивной мощности
1 вариант (СД работает в режиме перевозбуждения):
Полная реактивная мощность, генерируемая батареями:
; (2.2.1)
Удельные затраты на установку конденсаторных батарей:
(2.2.2)
где: - величина суммарных отчислений от удельной стоимости БК [1, табл. П6.2];
- удельная стоимость БК [1, табл. П6.2];
- стоимость потерь [2, табл. 9.14];
- удельные потери активной мощности в конденсаторах.
Определим величину удельных затрат для используемых в качестве источников реактивной мощности СД.
Удельные затраты на 1 кВАр реактивной мощности:
,
где: (2.2.3)
- справочный коэффициент для двигателя СТД-1600-2 [1, табл.П7.3].
Удельные затраты на 1 кВАр2 реактивной мощности:
,где: (2.2.4)
-
справочный коэффициент для двигателя СТД-1250-2 [1, табл.П7.3];
N – количество СД.
Определим суммарные затраты на компенсацию:
(2.2.5)
2 вариант (СД работает в режиме недовозбуждения):
Полная реактивная мощность, генерируемая батареями:
;
Удельные затраты на установку конденсаторных батарей:
Определим суммарные затраты на компенсацию:
(2.2.6)
При сравнении двух вариантов, полученных в результате технико-экономического расчета видно, что наиболее выгодным является вариант 2: СД работает в режиме недовозбуждения, 18×УКТ-0,38-150У3.
2.3 Распределение мощности батарей конденсаторов по узлам нагрузки цеховой сети напряжением 0,4 кВ
Рис. 2.3.1 Схема распределения ЭП по распределительным шкафам
Для рассматриваемого деревообрабатывающего цеха с расчетными мощностями и , определяем количество реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать. Цех питается от одного трансформатора двухтрансформаторной подстанции ТП-6.
Суммарная мощность КБ на стороне 0,4 кВ, приходящаяся на цех:
- расчетная реактивная нагрузка 0,4 кВ завода:
- расчетная реактивная нагрузка 0,4 кВ цеха:
- доля потребления реактивной нагрузки 0,4 кВ цеха по отношению ко всему заводу:
(2.3.1)
- общая мощность КБ на стороне 0,4 кВ завода:
- тогда суммарная мощность КБ на стороне 0,4 кВ, приходящаяся на цех:
(2.3.2)
Мощность, передаваемая со стороны 10 кВ на сторону 0,4 кВ для всего завода:
Мощность, передаваемая со стороны 10 кВ на сторону 0,4 кВ цеха:
Реактивная мощность, которую способен пропустить цеховой трансформатор:
Т.к. , тогда распределение КБ для радиальной сети производится по формуле:
,
где:
- искомая мощность i-ой линии, передаваемая в сеть 0,4 кВ со стороны 10 кВ;
- суммарная распределяемая мощность;
- эквивалентное сопротивление сети, напряжением до 1000 В;
- сопротивление радиальной i-ой линии.
Эквивалентное сопротивление сети:
(2.3.3)
Расчетная мощность
Тогда:
Расчетная мощность батарей конденсаторов, устанавливаемых у ПР:
Учитывая шкалу номинальных мощностей, принимаем:
- 1 БК типа МКК-400-D-25-01;
- 1 БК типа МКК-400-D-07,5-01;
- 3 БК типа МКК-400-D-25-01;
-1 БК типа МКК-400-D-25-01;
- 1 БК типа МКК-400-D-25-01;
Суммарная мощность БК:
Заключение
В данной курсовой работе было осуществлено технико-экономическое обоснование варианта питающего напряжения, а также варианта по компенсации реактивной мощности на предприятии.
Выбор питающего напряжения зависит от значения нагрузки предприятия, от величины приведенных затрат при использовании данного напряжения, от длины питающей линии. В результате проведенных расчетов наиболее эффективным с точки зрения минимума приведенных затрат оказался вариант с напряжением питающей сети 110 кВ и трансформаторов мощностью 6,3 МВА.
При выборе варианта компенсации реактивной мощности также руководствуются минимумом затрат по каждому варианту, в данном случае наиболее эффективным оказался вариант при использовании размещения на предприятии 8КУ мощностью 150 кВАр при использовании исходного числа цеховых ТП.
Помимо этого, в курсовой работе было осуществлен выбор мощностей трансформаторов на основе расчета по суточному графику нагрузки и проверка данных трансформаторов на возможность работы с перегрузкой по заданному графику, был произведен расчет экономических режимов работы трансформатора, выбор сечения проводов ВЛЭП для каждого из вариантов.
В результате можно сделать вывод, что выбор наиболее эффективного варианта электроснабжения, компенсации реактивной мощности можно выполнить на основе технико-экономического сопоставления нескольких вариантов. Технико-экономическое сравнение базируется на сравнении показателей работы оборудования, режимов их работы, и на сравнении затрат по реализации данного варианта.
Список используемой литературы
1. Г.Н. Климова, А.В. Кабышев. Элементы энергосбережения в электроснабжении промышленных предприятий: учебное пособие.- Томск: Изд-во Томского политехнического университета,2008.-187 с.
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.
3. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети.2-е изд./ Под общ. ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербинского.- М.: Энергия, 1980.- 576 с.
4. Справочник по проектированию элекроэнергетических систем / Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.:Энергоатомиздат, 1985.-352 с.
5. Справочник по проектированию электрических сетей/ Под.ред. Д.Л. Файбисовича.-2-е изд.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.-352 с.
6. А.И. Гаврилин, С.Г. Обухов, А.И. Озга. Электроснабжение промышленных предприятий. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 100400 «Электроснабжение» (по отраслям) ИДО: Изд-во Томского политехнического университета.- Томск, 2004. - 112 с.
