Живляча мережа підприємства призначена для подачі напруги від районної підстанції на ГПП підприємства. Довжина живлячої мережі складає 32 км. Повна максимальна потужність підприємства:
= =13,6 МВ·АНа основі цього вибираємо напругу живлення мережі U=110 кВ. Тобто від районної підстанції до підприємства йде ЛЕП напругою 110 кВ на залізобетонних опорах з під вішенням проводів у вигляді горизонталі. Довжина прольоту між опорами 200 м.
Виходячи з умов курсового проекту L=32 км, S=13,6 МВ·А. Тому вибираю підвісні фарфорові ізолятори типу ПФ-6А.
Мережу виконуємо сталеалюмінієвим проводом марки АС.
3.4. Вибір схем розподілу і напруги розподільчої мережі.
Розподільчі мережі призначені для подачі напруги з ГПП підприємства на цехові ТП. Вибираємо напругу розподільчої мережі U=110 кВ. Вибираємо радіальну схему розподілу електроенергії, оскільки вона проста у виконанні і надійна а також дає можливість використання автоматичного захисту. Розподільча мережа виконується кабельними лініями марки АСБ [1] c.21 табл.3.1.Оскільки відстань від ГПП до цеху з найбільшим навантаженням S=
= =3,3 МВ·А складає 112 м, то напруга розподільчої мережіU=10 кВ.
соsφсер.зв=
= =0,69Wa=P1t1+P2t2+…+Pntn
Wa=(9582·3)+(9007,08·6)+(8623,8·2)+(7953,06·7)+(7656,6·6)=201 МВ·А
Wр=Q1t1+Q2t2+…+Qntn
Wр=(9582·3)+(9198,72·6)+(9007,08·2)+(8623,8·3)+(8432,16·5)+(7953,06·5)=209 МВ·А
Розділ 4. Обґрунтування вибору кількості і потужності трансформаторів на підстанції, типу і кількості підстанцій. Економічне обґрунтування вибраного варіанту трансформаторів
4.1. Обґрунтування вибору кількості силових трансформаторів
Оскільки в завданні на курсовий проект вказано, що на підприємстві є споживачі першої категорії, потужність яких складає 70% від загальної потужності навантаження підприємства, то для таких споживачів необхідний 100% резерв живлення за допомогою якого в разі виходу з ладу працюючого джерела навантаження могло на себе взяти резервне джерело. Таким чином на підстанції необхідно встановити два силових трансформатори.
4.2. Обґрунтування потужності трансформаторів і вибір типу.
Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка навантаження за формулою:
= =0,87 ; [2] с.222 ==
==12125 кВ·А
=13886 кВ·А =0,69 = =8404,21 кВ·АЗа допомогою коефіцієнта заповнення графіка і кривих кратностей допустимих навантажень трансформаторів [2] с.222
при tmax=3 години
Знаходимо Кн:Кн=1,07.
Визначаємо номінальну потужність трансформаторів підстанції за формулою:
=12977 кВ·АВизначаємо номінальну потужність одного трансформатора:
=6488 кВ·АВибираємо з довідника потужність трансформатора і його тип:
ТДН 10000/110 [5] с.199 табл.2.90
Визначаємо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі при максимальному навантаженні за формулою:
=0,69; що відповідає економічному режиму. Перевіряємо установлену потужність трансформатора в аварійному режимі на перевантажуючу здібність за формулою:1,4·10000>0,70·13886
Звідси випливає, що вибрана потужність трансформатора забезпечує електропостачання підприємства як в нормальному так і в аварійному режимах. Вибраний тип трансформатора заношу в таблицю:
Тип тр-ра | Ном. потужність, кВА | Напруга | Втрати | Uкз.% | Іхх, % | Повна вартість підстанції | ||
ВН | НН | ΔРхх. кВт | ΔРкз. кВт | |||||
ТДН | 10000 | 115 | 11 | 18 | 60 | 10,5 | 0,9 | 205,19 |
4.3. Обґрунтування кількості підстанцій і типу
На підприємствах з малим електричним навантаженням до 5 МВ·А і середнім до 60 МВ·А при компактному розміщенні навантажень на території підприємства, як правило, розміщується одна ГПП.
Для живлення підприємства вибираю одну комбіновану підстанцію з двома трансформаторами. На основі розрахованої потужності трансформаторів вибираємо підстанцію згідно літератури [4] c.135 табл.2.22
Тип і потужність підстанції: ГПП-110-2×10000 A2
Площа забудови підстанції: 1490 м2.
Повна ціна: 205,19 тис. грн.
4.4. Економічне обґрунтування вибраного варіанту трансформаторів
Щоб вибрати найраціональніший варіант електропостачання, зазвичай розглядають не менше двох варіантів числа і потужності трансформаторів на підстанції, порівнюючи їх по техніко-економічних показниках. За перший варіант приймаємо розрахункову потужність трансформатора 10000 кВ·А, а за другий варіант приймаємо трансформатор з потужністю на одну ступінь вище розрахункової 16000 кВ·А.
№ варіанта | Тип тр-ра | Ном. Потуж ність, кВ·А | Напруга | Втрати | Uкз, % | Іхх, % | Повна вартість підстанції | ||
ВН | НН | ΔРхх, кВт | ΔРкз, кВт | ||||||
I | ТДН | 10000 | 115 | 11 | 18 | 60 | 10,5 | 0,9 | 205,19 |
II | ТДН | 16000 | 115 | 11 | 26 | 90 | 10,5 | 0,85 | 217,03 |
На основі прийнятих варіантів трансформаторів вказаних в таблиці, складаю таблицю економічного порівняння вибраних варіантів трансформаторів.
№ п/п | Найменування витрат | Перший варіант | Другий варіант |
1. | Капітальні витрати на встановлення трансформатора | К1=2К01=205,19 | К2=2К02=217,03 |
2. | Капітальні витрати на установлену потужність підстанції | ΔР1ст Куд+ΔР1м Куд=18·112+60·112=8736==8,736 | ΔР2ст Куд+ΔР2м Куд=26·112+90·112=12992=1,2992 |
3. | Всього, тис. грн. | К1 +ΔР1ст Куд+ΔР1м Куд=205,19+8,736==213,926 | К2 +ΔР2ст Куд+ΔР2м Куд=217,03+1,2992=218,329 |
4. | Амортизаційні відрахування, 6,3 % від капітальних витрат на трансформатор | = | = |
5. | Собівартість втрат електроенергії в тр-рах за рік, тис. грн.. | β=0,24Сп1=ΔW1β=699340·0,24==167841,6 грн=167,841 | β=0,24Сп2=ΔW2β=683064·0,24=163935,516 грн=163,935 |
6. | Річні витрати, тис. грн. | U1=Ca1+Cп1==13,48+167,841=181,3 | U2=Ca2+Cп2==13,75+163,935=177,69 |
Для кожного варіанту визначаю капітальні витрати II і III.
Після цього визначається термін окупаємості підстанції за формулою:
Нормативний термін окупаємості в електротехніці становить 8 років. При Ток= 8 років обидва варіанти рівнозначні, якщо Ток> 8 років, то економічніший варіант у якого більше К, а якщо Ток< 8 років, то економічніший варіант у якого менший К.
DWI, DWII – кількість втрат електроенергії в трансформаторах за рік.
DWp=SDPutu,
де tu – протяжність кожної ступені взята з річного графіка;
DPu – втрати потужності, які відповідають цій ступені.
Визначаю втрати потужності для одного ввімкненого трансформатора 1-го варіанту Sн = 10000 кВ·А за формулою: