Материал: Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

Годовые потери активной электроэнергии в линии электропередачи

, (6.18)

где ro - удельное активное сопротивление линии, Ом / км;

l - длина линии, км.

Годовые потери электроэнергии в установках БНК

, (6.19)

где  - удельные потери активной мощности в БНК,  кВт / квар;

 - число часов работы КУ в год,  ч ([4], стр. 53, табл. 3.3).

Воспользовавшись укрупненными показателями стоимости элементов систем электроснабжения, приведенными в [11], находим капитальные вложения в оборудование КТП предприятия для обоих вариантов схем электроснабжения. Результаты сводим в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 - Капитальные вложения в оборудование КТП предприятия

№ цеха     Название              Марка установленных трансформаторов  Кол-во тр-ров      ,

Капитальные вложения в кабельные линии зависят от величин их расчетных нагрузок. Для кабелей 10 кВ, питающих цеховые ТП, значение постоянной времени нагрева T0 принимается равным 30 мин. При этом коэффициент расчетной нагрузки . Тогда расчетные активные и реактивные нагрузки кабельных линий будут определяться следующими выражениями:

; (6.20)

 (6.21)

где N - количество однородных групп электроприемников, запитанных через цеховую ТП от рассматриваемой кабельной линии.

На основании данных, для двух вариантов схем электроснабжения, представленных на рисунке 6.2, определяем согласно (6.20) и (6.21) значения расчетных нагрузок кабельных линий, питающих цеховые ТП. Результаты расчетов сводим в таблицу 6.4.

Таблица 6.4 - Расчетные нагрузки кабельных линий в нормальном режиме

Определив значения расчетных нагрузок кабельных линий в нормальном режиме работы, выбираем по экономической плотности тока сечения кабелей и находим капиталовложения в линии в соответствии с выражением (6.9). Согласно ([4], табл. 3.1) при числе часов использования максимума нагрузки в год Tmax = 4400 ч для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке экономическая плотность тока jэ = 1,4 А / мм2. Результаты определения капиталовложений в кабельные линии сводим в таблицу 6.7.

Таблица 6.7 - Капитальные вложения в кабельные линии

Капитальные вложения в ячейки РП для обоих вариантов будут одинаковыми. Следовательно, капиталовложения в проектируемый объект согласно (6.5) для рассматриваемых вариантов схем составят:

 млн. руб.;

 млн. руб.

Для определения стоимости потерь электроэнергии необходимо найти годовые потери активной энергии кабельных линиях предприятия.

Суммарные потери активной электроэнергии согласно (6.15) для сравниваемых вариантов схем электроснабжения будут следующими:

 кВт∙ч;

 кВт∙ч.

Средний тариф на электроэнергии в соответствии с (6.14)

 руб. / кВт∙ч.

Тогда стоимость годовых потерь электроэнергии по (6.13)

 млн. руб.;

 млн. руб.

Таким образом, годовые эксплуатационные расходы рассматриваемых вариантов схем электроснабжения в соответствии с (6.10) составят:

 млн. руб.;

 млн. руб.

Определим значения приведенных затрат с учетом инфляции для каждого из вариантов по формуле (6.3), приняв продолжительность расчетного периода T = 25 лет:

 млн. руб.;

 млн. руб.

Таким образом, расчеты показывают, сравниваемые варианты схем электроснабжения можно считать равноценными.. Следовательно, для дальнейших расчетов принимаем первый вариант схемы электроснабжения, представленный на листе 3 графической части дипломного проекта.

7. Выбор схемы сетей до 1 кв, связующих ТП

Обеспечение бесперебойной работы промышленного предприятия, имеющего в своем составе ответственные электроприемники и потребители - основная задача автоматизации СЭС [4]. Надежность электроснабжения обеспечивается применением двух независимых источников питания.

Резервирование питания электроприемников необходимо осуществлять с минимальными затратами средств и электрооборудования. При определении объема резервирования не следует учитывать возможность совпадения планового ремонта элементов электрооборудования и аварии в системе электроснабжения. Особое внимание уделяется полному использованию перегрузочной способности трансформаторов, кабелей и другого электрооборудования в послеаварийных режимах.

В окрасочном, ремонтно-механическом, сборочном цехе и на компрессорной приняты к установке двухтрансформаторные подстанции, для питаний которых применены схемы двойных сквозных магистралей. При этом мощность каждого трансформатора достаточна для питания электроприемников I и II категорий перечисленных цехов с учетом их перегрузочной способности, а секции шин низшего напряжения оборудованы устройством АВР. При отключении одного из трансформаторов питание электроприемников автоматически переводится на оставшийся в работе трансформатор с помощью устройства АВР.

В металлообрабатывающем и сварочном цехе будут установлены однотрансформаторные подстанции, питание которых осуществляется одиночными сквозными магистралями. Нагрузка ответственных электроприемников указанных цехов составляет около 15-20% номинальных мощностей трансформаторов. Резервирование электроснабжения в данном случае выполняется по перемычкам напряжением до 1000 В от других магистралей [12]. Схема сетей до 1 кВ, связующих ТП представлена на листе 4 графической части дипломного проекта.

Выбор сечений кабельных линий до 1 кВ, связующих ТП, осуществляется по допустимому нагреву длительным расчетным током:

, (7.3)

где  - поправочный коэффициент на фактические условия прокладки; согласно [1] принимаем .

Выбранные по нагреву сечения проверяем на термическую стойкость при коротких замыканиях (КЗ). В инженерных расчетах минимально допустимое сечение проводника по данному условию определяется по выражению

, (7.4)

где  - тепловой импульс от тока КЗ, А2∙с; расчет  подробно изложен в пункте 8 пояснительной записки;

С - расчетный коэффициент, значение которого принимаются в зависимости от допустимой температуры нагрева при КЗ, материала проводника и его изоляции. Для кабелей с алюминиевыми жилами и поливинилхлоридной изоляцией С = 74 А∙с-0,5 / мм2.

Рассмотрим выбор сечения резервной линии РЛ1. Расчетную нагрузку линии принимаем равной 20% от номинальной мощности трансформатора (ТП5). Тогда расчетный ток линии по (7.2)

 А.

Выбираем по ([4], табл. П21) 2 кабеля с алюминиевыми жилами площадью сечения 95 мм2 марки АВВГ 5×95-1 с допустимым длительным током  А.

Тепловой импульс тока КЗ в начале линии, отходящей от шин низшего напряжения подстанции ТП9, от которой осуществляется резервирование электроснабжения,  А2∙с (таблица 8.4). Следовательно, минимально допустимое сечение по условию (7.4)

 мм2.

Таким образом, выбранный по нагреву кабель термически стоек.

Выбор сечений остальных кабельных линий выполняется аналогичным образом. Результаты выбора сведены в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Результаты выбора кабельных линий, связующих ТП

Начало линии        Конец линии       ,