Электроснабжение завода по производству огнеупоров (стр. 5 из 18)

Рисунок 1.2

Составим схему замещения, показанную на рисунке 1.2

Определим неизвестные компоненты.

Резервная мощность Q_рез необходима для послеаварийного режима (10-15% берется из энергосистемы).

Она не используется постоянно, только в критических случаях.

Q_рез=0,1 ×ΣQ_расч, кВар; (1.30)

Q_рез=0,1× (Q_р0,4+ΔQ_т) =0,1×6324,9=632,4 кВар. (1.31)

Мощность, поступающая от энергосистемы:

Q_э=0,23 ×ΣP_р=0,23 × (P_р0,4+ΔP_т+P_сд)

Q_э =0,23 × (7805+101,1+5355) =3050 кВар. (1.32)

Теперь, зная величины всех реактивных мощностей можем составить баланс реактивной мощности:

Q_ВБК=Q_р0,4+ΔQ_т+Q_рез-Q_э - Q_сд= 5801+523,9-632,4-3050-2570,4= 72,1 кВар

Так как Q_ВБК< 200, то ВБК не выбираем.

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведен в таблице 1.9

Таблица 1.9 - Уточненный расчет нагрузок по заводу

№РП, Sнт, QНБК	№ цеха	n	Pn min - Pn max	SPн	Ки	Ср. мощность		nэ	Kм		Расчетные мощности					Kз
						Рсм, кВт	Qcм, квар				Рр, кВт		Qр, квар		Sp, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11		12		13	14
ТП 1 (2х1000)ТП 2 (2х1000)СиловаяОсвещениеQнбкИтого	1235	50607010	1-301-401-5010-100	97015201800650	388608900390	388608792210,6
	190	1-100	4940	0,48	2286	1998,6	99	1,1		2514152,92		2198,4229,39800
										2666,92		1627,79		3124	0,78
ТП 3 (2х1000)ТП 4 (2х1000)СиловаяОсвещениеQнбкИтого	467891011	70102540501540	1-5010-201-201-2820-505-201-25	21001203606801500120370	8407216527282530111	84043,2165239,6618,7539133,2
	250	1-50	5250	0,58	2315	2078,7	210	1,1		2546,5152,7		2286,676,33800
										2699,2		1562,93		3119	0,77
ТП 5 (1х1000)ТП 6 (2х1000)СиловаяОсвещениеОсв. терQнбкИтого	121314151617	352040105040	5-701-201-401-101,1-4010-50	400250850605601480	80112,542512252888	1049937420,76221,76426,24
	195	1-70	3600	0,37	1769,5	1245,8	103	1,1	1946,45181,733115,86		1370,490,80357,93600
									2244		919,1		2424,9			0,8
Итого на шинах 0,4кВ	7610,1		4109,8		8648,9
Потери в трансф. - х	101,1		523,9
Итого нагр.0,4кВ привед. к шинам 10кВ	7711,22		4633,7
Синхронные двигатели:СД1	6	10	630	1260	5355		-2570
Всего по заводу										13066,2		7203,7		14920,4

1.9 Технико-экономический расчет вариантов внешнего электроснабжения

Рисунок 1.3 - Схема подстанции энергосистемы

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой установлены два параллельно работающих трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/10,5 кВ. Мощность системы 650 МВА, мощность короткого замыкания на шинах 115 кВ равна 880 МВА. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5,5 км. Завод работает в две смены. Стоимость электроэнергии С = 6,4 тг/кВтч.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта представленных на рисунке 1.3:

Рисунок 1.4 - Первый вариант схемы внешнего электроснабжения

Выбираем электрооборудование по первому варианту.

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

От энергосистемы идет полностью активная мощность Р и часть реактивной мощности Q_э:

(1.33)

Примем два трансформатора мощностью 10000 кВА.

Коэффициент загрузки:

(1.34)

Коэффициент загрузки 2-х трансформаторной подстанции II категории должен быть не более Кз = 0,85, следовательно примем трансформаторы типа ТДН-10000/110.

Паспортные данные трансформатора: тип трансформатора ТДН-10000/110, S_н=10000 кВА, U_вн=115кВ, U_нн=11 кВ, DР_хх=14кВт, DР_кз=58кВт, u_кз=10,5%, I_хх=0,9%

Потери мощности в трансформаторах:

активной:

кВт(1.35)

реактивной:

DQ_ТГПП=0,02× (I_хх×S_н+U_кз×S_н×Кз²) (1.36)

DQ_ТГПП = 0,02× (0,9 × 10000 + 10,5 × 10000 × 0,67²) = 1123 кВт.

Потери энергии в трансформаторах.При двухсменном режиме работы:

Т_вкл=4000ч. Т_макс=4000ч.,(1.37)

тогда время максимальных потерь:

(1.38)

Потери электроэнергии в трансформаторах ГПП:

ΔW=2× (ΔP_хх×T_вкл+ΔP_кз×τ×K_з²)

ΔW=2 × (14 × 4000 + 58 × 2405 × 0,67²) =237541 кВт·ч

2. ЛЭП-110 кВ

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

(1.39)

Расчетный ток, проходящий по одной линии

(1.40)

Ток аварийного режима:

I_а=2×I_р=2×33,9=67,8 А(1.41)

Выбор сечения ЛЭП:

1) по экономической плотности тока

(1.42)

где I_р=33,9 А расчетный ток линии;

j=1,1 А/мм² экономическая плотность тока для Казахстана;

2) по условию потерь на "корону" для напряжения 110кВ минимальное сечение провода F=70 мм² и допустимый ток для провода АС -70, I_доп=265А;

3) проверим выбранные провода по допустимому нагреву, при расчетном токе I_доп=265А>I_р=33,9 А;

4) проверяем выбранные провода режиме перегрузки: коэффициент перегрузки К_п=1,3; следовательно допустимый аварийный ток равен:

I_допав=1,3×I_доп=1,3×265=344,5 A>I_ав=67,8 A(1.43)

(1.44)

Определим потери электроэнергии в ЛЭП:

,(1.45)

где R=r₀×L=5,5×0,46=2,53 Ом,

r₀=0,46 Ом/км - удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 70 мм², L=5,5 км - длина линии.

Выбор коммутационной аппаратуры на напряжение U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 1.5) и рассчитаем ток короткого замыкания в относительных единицах.

Рисунок 1.5

Расчет I_{кз (}в о. е).

S_б=1000 МВА; S_кз=880МВА; U_б=115кВ. (1.46)

х_с= S_б/S_кз= 1000/880=1,14 о. е., (1.47)

(1.48)

(1.50)

(1.49)

1) Выключатели В1, В2, В3, В4.

Выбираем выключатель МКП-110Б-630-20У1

Каталожные данные выключателя	Расчетные данные
	В1, В2	В3, В4
Iном=630 АIоткл=20 кАIпред= 64 кАIтерм= 25 кА Цена= 20,130 тыс. у. е	>Iав=67,8 А>Ik1=4,4кА>iy=11,2кА;>Ik1=4,4 кА>Sкз1=875,4 кА	>Iав=67,8 А>Ik2=3,93кА>iy=9,97кА;>Ik2=3,93 кА>Sкз2=781,9 кА

2) Разъединитель

Принимаем разъединитель РНДЗ-110/1000У1

Iном=1000А >Iав=67,8 А; Iпред= 80 кА> i_y= 9,97кА;

Iтерм= 31,5кА> Ik =3,93 кА;

Цена= 7,435 тыс. у. е

3) Ограничители перенапряжения ОПН

Выбираем ОПНн-110-420-77-10 УХЛ1.

Расчет затрат по первому варианту схемы электроснабжения. Затраты на выключатели В1, В2, В3, В4:

К_{В1, В2, В3, В4}= N·К_В, (1.51)

где N - количество выключателей; К_В - стоимость выключателя.

К_{В1, В2, В3, В4}= 4×20,130= 80,520 тыс. у.е.

Затраты на ЛЭП на двухцепной железобетонной опоре:

К_ЛЭП = L×К_уд,.(1.52)

где L - длина линии;

К_уд= 25,500 у. е. /км, стоимость 1 км ЛЭП.

К_ЛЭП =5,5×25,500=140,250 тыс. у. е.

Затраты на тр ГПП:

К_трГПП= N·Ктр, (1.53)

где N - число трансформаторов;

К_тр - стоимость трансформатора.

К_трГПП=2×48=96 тыс. у. е.

Затраты на разъединители:

К_раз= N·Краз, (1.54)

где N - количество разъединителей; К_раз - стоимость разъединителя.

К_раз=11×7,435= 81,875 тыс. у. е.(1.55)

Затраты на ОПН:

К_опн= N·К_опн,