Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств (стр. 24 из 25)

Номинальная мощность (реактивная) – 450 кВА;

Номинальный проходной ток сборных шин обходящих соединений – 460 А;

Главный коммутационный аппарат – РУВН вакуумный;

Конденсаторная установка типа ККУВП в РВ-4В.

Компенсировать полностью реактивную мощность экономически не целесообразно из-за высокой стоимости конденсаторных батарей. Целесообразно компенсировать примерно половину реактивной мощности, а остальное брать из сети.

Рассмотрим компенсацию реактивной мощности на РПП-4С:

Расчетом определили, что нужно скомпенсировать 1200 кВА. Технически возможно скомпенсировать – 900 кВА (2х450).

Предлагаем установить на РПП-4С конденсаторные установки ККУВП в количестве двух штук, по одной на каждый ввод.

РПП-3С необходимо скомпенсировать 2200 кВА, за минусом 900 кВА скомпенсированных на РПП-4С.

Предлагаем установить на РПП-3С конденсаторные установки ККУВП в количестве двух штук, по одной на каждый ввод.

РПП-2С – 1250 кВА. Ставим ККУВП в количестве двух штук, по одной на каждый ввод.

РПП-1С – 6100 кВА, за минусом 2700 кВА. Ставим ККУВП в количестве шести штук, по три на каждый ввод.

ЦПП-конвейеризация – 2435 кВА. Ставим ККУВП в количестве четырех штук, по две на каждый ввод.

ЦПП-центр – 8080 кВА, за минусом 5400 кВА. Ставим ККУВП в количестве четырех штук, по два на каждый ввод.

ЦПП-725-ю – 2655 кВА. Ставим ККУВП в количестве шести штук, по три на каждый ввод (по одной на каждом вводе оставляем в резерве, в виду дальнейшего развития мощностей присоединяемых к ЦПП-725-ю).

ЦПП-620-ю – 5535 кВА, за минусом 2700 кВА. Ставим ККУВП в количестве шести штук, по три на каждый ввод.

ЦПП-620-с – 1840 кВА. Ставим ККУВП в количестве двух штук, по одной на каждый ввод.

ЦПП-270 – 1020 кВА. Ставим ККУВП в количестве двух штук, по одной на каждый ввод.

Для полной компенсации реактивной мощности на шахте Комсомольская необходимо 36 компенсирующих устройств. Полная компенсация реактивной мощности не выгодна как с экономической (см. экономическую часть), так и технической точки зрения.

Предлагаем установить компенсирующие устройства на РПП наиболее удаленные от ГПП, т.к. они разгружают всю шахтную сеть.

Наиболее удаленными являются – РПП-4С, РПП-3С, РПП-2С, ЦПП-725-ю.

Для этого необходимо ККУВП в количестве 12 штук.

10.2 Компенсация реактивной мощности у наиболее удаленного потребителя

Наиболее удаленным потребителем считаем участковую передвижную подземную подстанцию №55 (энергопоезд участка №9). Данные для расчета сведем в таблицу.

Место установки	Р_{сум. уст} , кВт	Cosj		tgj
Место установки	Р_{сум. уст} , кВт	До компенсации	после компенсации	до компенсации	после компенсации
К/ш 412-с	630	0,6	0,8	1,33	0,75

Место установки	Р_{сум. расч} , кВт	I_ф , А		L_{вводн.каб} , м	S_{вводн.каб}, мм²
		Н.Н.	В.Н.
К/ш 412-с	812	351	61	L₁ = 3223	S₂ = 3х35

При установке компенсирующего устройства у наиболее удаленного потребителя происходит почти 100% компенсация реактивной мощности, что экономически не целесообразно (большая стоимость компенсирующего устройства не окупится за время работы добычного участка по отработке данной лавы).

В связи с тем, что промышленностью выпускаются конденсаторные установки в РВ исполнении только одной модификации, компенсация реактивной мощности подземных потребителей имеет практически и экономически выгодное только одно решение. Установку компенсирующих устройств на наиболее удаленных РПП.

11. Экономический расчёт затрат на внедрение БК

11.1. Расчёт затрат на БК

Полную стоимость БК определим по формуле:

П = Р_тр + Ц_о (11.1)

где Р_тр = 15 – расходы на транспортировку, % от оптовой цены;

Р_тр = 0,15 × 71500 = 10725 руб.

Тогда

П = 10725 + 71500 = 82225 руб.

Затраты на амортизацию определим по формуле:

(11.2)

где Н_а = 2,27% – норма амортизационных отчислений в месяц.

Тогда

руб.

Затраты на КБ приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Затраты на БК

Наименование показателя	Затраты, руб
Приобретение аппаратуры	71500
Затраты на БК	10725
Налог на добавочную стоимость	14300
Амортизационные отчисления в месяц	1865
Амортизационные отчисления на 01.04.200 года	27975

Монтаж БК предлагаем осуществить на действующих РПП. Поэтому затраты на монтаж не учитываются.

11.2. Определение нормативной численности электрослесарей на техническое

обслуживание и ремонт БК участка ПУРСА

Для обслуживания БК электрослесарями подземными принимаем 5 чел/см.

Количество рабочих по разрядам находим из условия:

- электрослесарь подземный 5 разряда – до 30%;

- электрослесарь подземный 3 и 4 разряда – остальная часть норматива численности рабочих.

Общая нормативная численность электрослесарей подземных 4 и 5 разрядов:

– электрослесарь 5 разряда: 5 × 0,3 = 1,5 чел/см.

Принимаем 2 чел/см.

– электрослесари 3 и 4 разрядов принимаем соответственно 3 чел/см.

11.3. Экономические аспекты задачи компенсации мощности

Все параметры режима работы сети зависят от активной и реактивной мощности. Однако если для изменения активной мощности требуется изменять технологический режим работы потребителей энергии, то изменение реактивной мощности достигается более просто – с помощью компенсирующих устройств (КУ), наиболее распространенными из которых являются батареи конденсаторов (БК).

Установка дополнительных БК связана с затратами средств на приобретение, доставку, монтаж и обслуживание как самих БК, так и дополнительного оборудования. Эти затраты приближенно могут быть представлены в виде линейной зависимости от мощности БК:

, (11.3)

где з_К – удельные затраты на БК, руб/квар в год.

Потери мощности и энергии в сети при установке БК снижаются в соответствии с квадратичной зависимостью. Затраты на потери выражаются формулой:

, (11.4)

где с₀ – удельная стоимость потерь, руб/кВт в год; З_ПР и З_П_Q – затраты на потери, обусловленные потоками активной и реактивной мощности, руб/год.

Ввиду того что основную часть затрат на БК производят единовременно (затраты на приобретение, доставку и монтаж оборудования), а снижение потерь происходит в течение всего срока службы БК, единовременные затраты приводят к годовым, умножая на коэффициент нормативной эффективности капиталовложений р_н = 0,12. Коэффициент р_н означает, что экономически целесообразными считаются капиталовложения, дающие ежегодный эффект не менее 12% их объема (т.е. окупающиеся за срок t_ок= 100 / 12 » 8 лет и менее). Так как кроме единовременных затрат на БК необходимо производить ежегодные затраты на их обслуживание, ремонт, отчисления на амортизацию, а также учитывать потери активной мощности в самих БК, годовые удельные приведенные затраты на БК определяют по формуле, руб/квар в год:

, (11.5)

где р_о – нормативы отчислений на обслуживание и ремонт; р_А– на амортизацию; К_К и К_В –единовременные затраты на приобретение БК и ввод их в действие (приобретение дополнительного оборудования, его доставка и монтаж), руб/квар; с_к—стоимость потерь в БК, руб/квар в год.

В соответствии с действующими нормативами р_о + р_а= 0,1 и формула (11.6) приобретает вид:

(11.7)

где з_к.К– составляющая затрат, определяемая стоимостью БК; з_в – составляющая затрат, определяемая стоимостью монтажных работ, дополнительного оборудования и его доставки к месту назначения.

Чем больше мощность БК, тем больше затраты на их установку и тем меньше затраты на потери в сети. Целью оптимизационной задачи является определение такой мощности БК, при которой суммарные затраты З = З_к+ З_П принимают возможное наименьшее значение. На рис. 11.1 приведены качественные зависимости З_п, 3_К и 3 от мощности Q, передаваемой по сети. При начальной, нескомпенснрованной нагрузке узла Q_н затраты на БК З_к = 0, затраты на составляющие потерь соответствуют отрезкам З’_пр и 3’_П_Q, а суммарные затраты – точке 3’. При снижении Q затраты на БК возрастают линейно, затраты на передачу реактивной мощности снижаются в соответствии с квадратичной зависимостью, а на передачу активной З_пр остаются неизменными. При полной компенсации реактивной нагрузки затраты на БК соответствуют точке З”_к, а затраты на потери – точке З’’_п= 3’_пр. Суммарные затраты вначале снижаются, затем, достигнув точки 0, начинают увеличиваться. В точке 1 они принимают значение, равное 3’, а при полной компенсации 3’’.