Электроснабжение по отраслям

    

   Вариант№2 (Ипит=35 кВ)

   а) Схема на рисунке 3.б

     кВт 

        кВАр

   Тогда мощности с учетом потерь (S=S'зав.р+ΔРт.гпп):

   Р=9249,44 кВт; Q=3420,672 кВАр; S=9872,117 кВА. 

    А

   Выбираю провод 2*АС*70.

   б) Потери напряжения в линии:

   L=10 км; r₀=0,428 (Ом/км); х₀=0,444 (Ом/км);

    кВ

   в) Потери мощности в линии:

    кВт 

   г) Потери э/э :

   ΔΑл = (129,12+27,64) ·2000+14,5*8760 =440540 кВт/ч 

   д) Затраты на возмещение потерь:

   Зпот = 440,54 · 0,021 =9,251 т.р/год 

   е) Капиталовложения в сооружение п/ст:

           Кп/ст=200,46 т.р  (ГПП-35-2*10000);

   ж) Капиталовложения в сооружение ЛЭП:

     Ко = 8,4 т.р; (ж/б, 2-х цепная);

     К_ЛЭП = Ко · L · n = 8,4 · 3,8 · 2=63,84 т.р;

   з) Амортизационные отчисления:

   ЛЭП:  И = α ·К= 0,028 ·63,64 = 1,778т.р;

   П/СТ: И=a×К=0,094·200,46=18,843т.р.

                  åИ=1,778+18,843=20,621т.р. 

   и) Приведенные затраты:

   З = 0,12 · (63,84 + 200,46 ) + (9,251 + 20,631) =61,598 (т.р).

   По  заводу, от воздушной линии до ГПП, выбираю кабельную вставку  из кабеля ААБ-3*150, Iдоп=240 А.

    

   Вариант№3 (Ипит=10 кВ) 

   а) Схема на рисунке 3.а

    Р=9281,799 кВт; Q=3131,582 кВАр; S=9739,014 кВА. 

    А

   Выбираю в двухцепной линии провод АС*95, с  двумя линиями на одну цепь.

   б) Потери напряжения в линии:

   L=10 км; r₀=0,306 (Ом/км); х₀=0,366 (Ом/км);

    кВ>10 %=1 кВ. Таким образом линия 10 кВ отпадает.

   Проведя расчет, сравнивая  два первых варианта получаю что приведенные затраты  линии 110 кВ меньше чем 35 кВ на 7,78 %. Таким  образом выбираю линию 110кВ. 

   

2. Выбор схемы внутреннего  электроснабжения

   Внутреннее  электроснабжение можно выполнить  по радиальной или смешанной схеме, магистральная не применяется.

   Расчет  радиальной и смешанной схемы  аналогичен и представлен в таблицах с 11 по 13.  Эти схемы представлены на рисунках 4, 5, 6, 7.

   Приведу используемые формулы в этих расчетах.

   Определение расчетного тока в аварийном режиме по формуле (28), а в нормальном режиме:

   

                       (35) 

   где Sр – расчетная мощность протекающая  по кабелю (кВА);

           n – число кабелей.

   Допустимый  ток кабельных линий определяем из соотношения: 

   

                                    (36)

   где 1,25- коэффициент снижения токовой  нагрузки.

   Потери  напряжения по формуле (29).

   Потери  мощности в линии при действительной нагрузке: 

   ΔРл = 3 · (Iдоп)² · r₀ · L · Кз² · 10^-3             (37) 

   где  Кз = Iр / I доп – коэффициент загрузки кабеля.

   Потери  энергии в линии составляют: 

               ΔЭ = ΔРл ·τ;                               (38)

   Стоимость потерь энергии в линии:

    

   Сп = ΔЭ · Зэ;                                 (39)  

   где: Зэ=2,1 коп.

   Капитальные вложения на сооружение линии: 

   Ккл = Куд · L                                      (40) 

   где  Куд – стоимость 1 км кабельной  линии, проложенной в траншее.

   Амортизационные отчисления:

   И (аморт) = (α · К)/100;                  (41) 

   где  α = 2,8%.

   Суммарные капитальные затраты: 

   К = N · Кв + К_КЛ + К_Т                                      (42) 

   где N – число ячеек РУ с выключателями  на напряжение 10 кВ (ВМП-10);

          Кт- суммарная стоимость цеховых  трансформаторов (т.р).

     Потери электроэнергии в силовых трансформаторах: 

   ΔЭт = ΔРх · Тг + ΔРк · Кз² ·τ             (43) 

   где ΔРх – потери  ХХ трансформатора, кВт;

           Тг=8760 ч – количество часов  в году;

           ΔРк – потери КЗ трансформатора, кВт.

   Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторе за год по формуле (39).                    

   Амортизационные отчисления выключателей и трансформаторов  определяются по формуле (41).

   Приведенные затраты: 

   З = Ен·К + И+ Сп                       (44)

   Потери  электроэнергии: 

   ΔЭ = ΔЭт + ΔЭкл;                                  (45) 

   

3. Выбор кабелей низковольтной  сети завода

   Выбор кабелей производим по расчетной  мощности протекающей по этим кабелям. Вторая и первая категории обеспечиваются двумя кабелями, из-за соблюдения надежности электроснабжения, а третья категория одним кабелем. Расчет приведен в таблице 11. 

   

4. Выбор выключателей на заводе

     Для выбора выключателей в  радиальной и смешанной схемах, необходимо рассчитать короткое  замыкание на  заводе.

      Расчет короткого замыкания на 110 кВ:

     Задаем базисные величины:

U_б=110кВ;  S_б=100 кВА; А ;                                                                                                     Х_б = U_б / Iб = 110 / 0,525 =209,524;

   В этих схемах воспользуемся условиями  из переходных процессов, что двигатели имеющие мощность свыше 100 кВт подпитывают КЗ. Также имеется ЭДС системы принятое за единицу. Расчет ведем в точном приведение относительных единиц. Рисунок 8.а

   Сопротивление трансформатора системы:

    Uк_В-Н = 17,5%;

    Хт_В =(Uк_Вв-н/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б) = (17,5/100)·(115²/25)·(1/209,524)= 0,442 о.е

          Сопротивление линий:

     Сопротивление ВЛ (110 кВ):

     Хвл = Худ · L · (1/Х_б)  = 0,432 · 3,8 · (1/209,524)  =0,008 о.е

     Сопротивление КЛ :

     Хкл = Худ · L · (1/Х_б)× К² = 0,89 · 0,325 · (1/209,524)× (115/11)² = 0,17 о.е

      ЭДС системы:  Ес = 1 о.е

   ЭДС асинхронного двигателя: Еа = 1,1 о.е

     Сопротивление асинхронного  двигателя:

     Ха = 0,2 · ( 1/Х_б) · К² = 0,2 · (1/209,524)·(115/11)² = 0,104о.е

   Сопротивление трансформатора ГПП:

   Uк = 10,5%;

   Хтгпп = (Uк/100)× (U²_n/S_n) ×(1/Хб) = (10,5/100)× (110²/10)×(1/209,524) =0,606 о.е.

     Сворачивание схемы:

   Последовательно:

   Х1 = Хл+Хт.гпп+Хкл+Ха = 0,008 + 0,606 +0,17 +0,104= 0,888 о.е;

   Х2 = Хт.гпп + Хкл + Ха = 0,606+0,17+0,104=0,88 о.е.

   Параллельно:

   Х3 = (Х1·Xт)/(X1+Xт) = (0,888×0,442)/ (0,888+0,442) = 0,295 о.е;

   Е1 = (Ес·X1+ Еа·Xт)/(Х1+ Хт) = (1·0,888 + 1,1·0,442)/(0,888+0,442) = 1,033 о.е;

   Последовательно:

   Х4 = Х3+Хл = 0,295 + 0,008 = 0,303 о.е.

   Параллельно:

   Е2 = (Е1·X4+ Еа·X2)/(Х4+ Х2) = (1,033×0,88+1,1×0,303)/ (0,88+0,303) = 1,05 о.е.

Х5 = (Х4·X2)/(X4+X2)=(0,88×0,303)/(0,88+0,303)= 0,225 о.е.                                                      Ток короткого замыкания находится из выражения:

   I_КЗ = Е·I_б/ Х = 1,05 · 0,525 / 0,225 = 2,45 кА. 

   

                   (46) 

   где Ку - ударный коэффициент.

    А

   Расчет  короткого замыкания  на 10 кВ:

     Задаем базисные величины:

U_б=10кВ;  S_б=100 кВА; А ;                                                                                                     Х_б = U_б / Iб = 10 /5,774 =1,732;

   Сопротивление трансформатора системы:

    Uк_В-Н = 17,5%;

    Хт =(Uк_Вв-н/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б) ×К² = (17,5/100)·(115²/25)·(1/1,732)×( 11/115)² = 0,458 о.е

          Сопротивление линий:

     Сопротивление ВЛ (110 кВ):

     Хвл = Худ · L · (1/Х_б)× К²  = 0,432 · 3,8 · (1/1,732) ×(11/115)² =0,009 о.е

     Сопротивление КЛ :

     Хкл = Худ · L · (1/Х_б) = 0,89 · 0,325 · (1/209,524) = 0,188 о.е

      ЭДС системы:  Ес = 1 о.е

   ЭДС асинхронного двигателя: Еа = 1,1 о.е