Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

Построение картограммы нагрузок завода продольно-строгальных станков.

Картограмма нагрузок представляет собой план завода с нанесенными на нем окружностями, площади которых пропорциональны величине расчетных нагрузок цехов. Радиус окружности для заготовительно- сварочного цеха определяется как:

, мм

,где R – радиус окружности, мм;

Pp – расчетная мощность цеха,кВт;

mp – масштаб мощности, mp=0,01 кВт/мм2;

Для представления о том какая часть мощности используется для освещения цеха, на окружности выделяют сектор, площадь которого пропорциональна нагрузке цеха на освещение. Угол сектора для заготовительно- сварочного цеха определяется как:

Аналогичным образом определяется радиус окружностей и угол сектора для остальных цехов. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

По результатам расчетов строим картограмму активных нагрузок завода, которая изображена на рисунке 3.

Таблица 4 - Расчет картограммы нагрузок: определение радиуса окружности и угла сектора.

Масштаб mp=1,7 кВт/мм

Рисунок 3 – Картограмма активных нагрузок завода

5. Выбор номинального напряжения линии электропередач, сечения и марки проводов

Согласно заданию питание осуществляется от подстанции неограниченной мощностью, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 100 МВА, напряжением 230/115/37 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от подстанции до завода 16км. Таким образом, существует два варианта по выбору питающего напряжения. Произведем сравнение обоих вариантов.

Оценим по эмпирической формуле Стилла величину нестандартного напряжения:

При питании от подстанции энергосистемы:

где l – длина линии, км;

Pp – передаваемая расчетная мощность, кВт;

Из стандартного ряда напряжений выбираем два ближащих значения: 110 кВ и 35 кВ. Так как имеются потребители I и II категории, то принимаем питание по двухцепной ВЛ.

Расчетный ток при напряжении 35 кВ:

 А.

где Sp – полная расчетная мощность, кВА;

n – количество линий;

По величине расчетного тока Iр и экономической плотности тока jэ, определяется приближённое сечение проводов ВЛ. Экономическая плотность тока находится по продолжительности использования максимума нагрузки Тмах=4345 ч, из литературы [1] jэ=1,1 А/мм2

 мм2;

Из литературы [7 таблица П3.3] выбираем провод марки АС – 120 у которого длительно допустимый ток равен Iдоп = 390 А, удельные активные и индуктивные сопротивления  Ом/км,  Ом/км.

Выбранное сечение провода необходимо проверить на: а) допустимость к нагреву током форсированного режима; б) величину допустимых потерь напряжения.

Проверка по нагреву сводится к сравнению форсированного тока линии с допустимым:

, ,А.

, А(выполняется);

Проверка по потерям напряжения выполняется по формуле:

 %

Аналогичный расчет делаем и для напряжения 110 кВ. Результаты расчетов сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Выбор сечения проводов, проверка по падению напряжения.

Подсчитаем затраты на электроснабжение при напряжении 35 и 110 кВ.

Используем укрупненные данные 1989 года с учетом увеличения цен в 100 раз.

Приведенные затраты, тыс. руб/год.:

, тыс. руб/год

где рн – нормативный коэффициент экономической эффективности, рн = 0,12 литературы [].

К – капиталовложения, тыс. руб.

И – годовые эксплуатационные расходы, руб/год.

Капиталовложения будут равны:

,

где Ккомм.аппар. – капиталовложения на высоковольтные коммутационные аппараты, тыс. руб,

Клин – капиталовложения в сооружения линии, тыс. руб,

Ктр – капиталовложения на силовой трансформатор, тыс. руб.

Питание осуществляется по двуцепной линии, опоры металлические с двухцепной подвеской цепей. Упрощеная схема внешнего электроснабжения предприятия приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Упрощеная схема внешнего электроснабжения завода продольно-строгальных станков.

Из литературы [5,таблица 5.2] находим, что стоимость ОРУ с элегазовыми выключателями на напряжение 110 кВ составляет 3200 тыс. руб., стоимость сооружения 1 км двухцепной сталеалюминевой воздушной линии проводами марки АС-70 на железобетонных опорах на 110 кВ равна 1500 тыс. руб, [5 ,таблица 10.15]. Стоимость силового трансформатора напряжением 110/10 кВ и мощностью 10МВА равна 4360 тыс. руб. [5, таблица 3.6].

, тыс. руб.;

Стоимость ОРУ с элегазовыми выключателями на напряжение 35 кВ составляет 2500 тыс. руб, стоимость сооружения 1 км двухцепной сталеалюминевой воздушной линии проводами марки АС-120 на металлических опорах на 35 кВ равна 1360 тыс. руб, [5 ,таблица 10.15]. Стоимость силового трансформатора напряжением 35/10 кВ равна 3200 тыс. руб. [5, таблица 3.6].

 , тыс. руб.;

Годовые эксплуатационные расходы:

,

где Иэ – расходы на потери электроэнергии в данной установке, руб/год,

Иа – амортизационные отчисления, руб/год,

Ио – расходы на обслуживание электроустановки, руб/год., этот вид расходов изменяются незначительно, поэтому им можно пренебречь.

Линия 110 кВ:

Расходы на потери электроэнергии вычисляются по формуле:

Для линий: ,тыс.руб/год;

,где ДSmax – потери активной мощности в электроустановке при максимальной нагрузке на напряжение 110кВ

, кВА

Для трансформаторов:

где ДPхх – потери холостого хода для трансформатора ТДН-10000/110 .

ДPхх=18, кВт из литературы [].

ДPкз – потери короткого замыкания для трансформатора ТДН-10000/110

ДPкх=68, кВт из литературы [].

ф – время наибольших потерь, ч, ф = 2638 часов, из литературы [],

Со – стоимость энергии, Со=0,00018 тыс.руб/кВА.

Амортизационные отчисления вычисляются по формуле:

;

где Ка – норма амортизационных отчислений, для линий Ка=0,05, для трансформаторов Ка=0,09 из литературы [5,таблица 5.2],

 тыс.руб/год;

 тыс.руб/год;  тыс.руб/год;

Приведенные затраты на электроснабжение, при напряжении 110 кВ:

 тыс.руб/год;

Линия 35 кВ:

Для линий: ,тыс.руб/год;

,где ДSmax – потери активной мощности в электроустановке при максимальной нагрузке на напряжение 35кВ

, кВА

Для трансформаторов:

где ДPхх – потери холостого хода для трансформатора ТДН-10000/35 .

ДPхх=14.5, кВт из литературы [].

ДPкз – потери короткого замыкания для трансформатора ТДН-10000/35

ДPкх=65, кВт из литературы [].

 тыс.руб/год;

 тыс.руб/год;

 тыс.руб/год;

Тогда приведенные затраты на электроснабжение при напряжении 35 кВ:

 тыс.руб/год;

Результаты расчетов сведем в таблицу 6.

Таблица 6 – Выбор уровня напряжения внешнего электроснабжения.

По приведенным затратам выбираем наиболее выгодный уровень напряжения 35кВ.

Выбор мощности трансформаторов ГПП и места их установки

Среди цехов завода продольно-строгальных станков приобладают цеха первой и второй категории, поэтому принимаем число трансформаторов равное двум.

Выбор двухтрансформаторной подстанции производиться по условию:

Принимаем мощность трансформатора марки ТДН-10000/35/10,5

Для установки на ГПП выбираем трансформатор марки ТДН-10000/35/10,5. Для обеспечения требуемой надёжности на ГПП предусматриваем установку двух трансформаторов данной марки. Данный вид выбранного трансформатора предусматривает возможное увеличение потребляемой мощности предприятия, а следовательно и снижение затрат при замене их более мощными.

Для строительства ГПП выбираем свободную территорию с учетом того, чтобы она была как можно ближе к центру электрических нагрузок завода. Под строительство подстанции отведем площадь размерами 50х40 м .Место расположения ГПП указана на рисунке 5.

Рисунок 5 – Место расположения ГПП на генплане завода продольно-строгальных станков

6. Выбор схемы внутреннего электроснабжения

При проектировании системы внутреннего электроснабжения завода продольно-строгальных станков, будем учитывать:

- существуют приемники 10 кВ.

- категорийность приемников.

- наличием цехов с малой потребляемой мощностью.

Категорийность надежности электроснабжения цехов завода продольно-строгальных станков указана в таблице.6.

Таблица 6- Категории цехов завода продольно-строгальных станков по надежности электроснабжения.

При проектировании электроснабжения рассмотрим несколько вариантов и выберем наиболее экономичный по приведенным затратам.

Варианты схем внутреннего электроснабжения смотрены на рисунках 6,7.

В зависимости от общей схемы электроснабжения, величины потребляемой мощности, территориального размещения нагрузок, , выбираем радиальную или магистральную схему. Наилучший вариант схемы электроснабжения промышленного предприятия выбирают по условию минимальных приведённых затрат:

, тыс. руб/год

где рн – нормативный коэффициент экономической эффективности, рн = 0,12 литературы [].

К – капиталовложения, тыс. руб.

И – годовые эксплуатационные расходы, руб/год.

Капиталовложения будут равны сумме стоимостей кабельных линий и трансформаторных подстанций:

, тыс.руб.

где Клин – капиталовложения в сооружения кабельных линий, тыс. руб,

Ктр – капиталовложения на строительство цеховых трансформаторных подстанций, тыс. руб.

Годовые эксплуатационные расходы:

, тыс.руб.

где Иэ – расходы на потери электроэнергии в данной установке, руб/год,

Иа – амортизационные отчисления, руб/год,

Ио – расходы на обслуживание электроустановки, руб/год., этот вид расходов изменяются незначительно, поэтому им можно пренебречь.    

Рисунок 6 – Первый вариант внутренней схемы электроснабжения завода продольно-строгальных станков

Рисунок 7 – Второй вариант внутренней схемы электроснабжения завода продольно-строгальных станков

Произведем технико-экономический расчет по выбору наиболее оптимального варианта схемы внутреннего электроснабжения. Капитальные вложения на строительство складываются из суммы вложений в устройство ЦТП и стоимости кабельной сети. Результаты расчетов мощности и стоимости ЦТП для каждого варианта сведем в таблицу 7. Используем укрупненные данные 1989 года [5] увеличенные в сто раз.

Таблица 7 – Расчет мощности и стоимости ЦТП (вариант №1).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11