Электроснабжение механического завода местной промышленности (стр. 7 из 29)
Выбор рационального напряжения
При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий важным вопросом является выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку их значения определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы питания и распределения электроэнергии.
Для определения приближенного значения рационального напряжения в проектной практике обычно используют следующие выражения:
(2.9.1)где
- значение расчетной нагрузки завода, МВт; l – расстояние от подстанции энергосистемы до завода, км.Для рассматриваемого предприятия они будут равны:
Далее, намечают два ближайших значения стандартных напряжений (одно меньше
, а другое больше 
) и на основе ТЭР окончательно выбирают напряжение питания предприятия.Варианты стандартных значений напряжения: 35 кВ и 110 кВ.
Так как, под рациональным напряжением
понимается такое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатация СЭС имеют минимальное значение приведенных затрат, определяют приведенные затраты для каждого из вариантов.Согласно методике, изложенной в главе 1.1, приведенные затраты определяются по выражению (1.1.1), руб/год,
Народнохозяйственный ущерб от перерывов электроснабжения У будет определен позже, после расчета надежности схем питания. Для выбора рационального напряжения необходимо определить лишь капитальные вложения в строительство и стоимость потерь энергии.
Отчисления от капитальных вложений определяются по выражению (1.1.4), руб/год
Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для новой техники принимают равным ЕН = 0,15 о.е./год.
Для воздушных линий 35 кВ и выше на стальных и железобетонных опорах суммарные издержки на амортизацию и обслуживание равны
[8]. Суммарные издержки на амортизацию и обслуживание силового электротехнического оборудования и распределительных устройств 35-150 кВ 
[8].Сравнение производят для следующей схемы:
Рис. 8. Схема электроснабжения для расчета рационального напряжения
Капитальные затраты К, необходимые для осуществления электропередачи от источников питания к приемникам электроэнергии, зависят от передаваемой мощности S, расстояния l между источником питания и местом потребления или распределения.
Капитальные затраты на сооружение системы электроснабжения выражают формулой:
(2.9.3)где КЛ — капитальные затраты на сооружение воздушных и кабельных линий;
; КЛ0 — стоимость сооружения 1 км линий; l — длина линии; КОБ — капитальные затраты на приобретение оборудования (выключателей, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, измерительных трансформаторов, реакторов, шин, разрядников, силовых трансформаторов и т. п.).Определяют сначала капиталовложения на сооружение ВЛЭП и подстанции на напряжение 110 кВ.
Находят КЛ110. Для определения капиталовложений по сооружению двух цепей линии 110 кВ (W1 и W2) необходимо знать сечение проводов линий. Выбор сечения проводов производят из расчета обеспечения питания предприятия по одной линии в случае повреждения или отключения другой.
1. Определяют ток в линии в нормальном и послеаварийном режимах:
(2.9.4) 
(2.9.5)2. Сечение провода рассчитывают по экономической плотности тока:
Для коксохимического завода : Тма = 6000-8000 ч., Тмр = 7662ч. [10]. Следовательно jэк = 1 А/мм2 [9].
(2.9.6)По полученному сечению выбирают алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС-95/16. Выбранное сечение проверяется по допустимому нагреву (по допустимому току) в нормальном и послеаварийном режимах согласно условию Iпар ≤ Iд , по потерям напряжения U и потерям на коронный разряд.
3. Проверяют сечение провода по условию допустимого нагрева:
По ПУЭ допустимый предельный ток для провода на 110 кВ сечением 95/16 мм2 равен 330 А, следовательно Iпар = 165 А < Iд = 330 А. Сечение по данному условию подходит.
4. Проверяют сечение провода по падению напряжения в линии в нормальном и послеаварийном режимах:
(2.9.7) 
(2.9.8) 
(2.9.9)Удельные сопротивления для провода АС-95/16 равны r0 = 0,306 Ом/км и xо = 0,434 Ом/км [18]. По формуле (2.9.7):
5. По условию коронного разряда и уровню радиопомех провод такого сечения можно использовать.
Стоимость ВЛЭП 110 кВ с проводами марки АС-95/16 для стальных двухцепных опор для III района по гололеду, к которому относится Омская область, равна
[8]. Учитывая, что длина линии 
, получают 
Стоимость сооружения аналогичной линии в современных условиях (ценах 2002г.) составляет
[Приложение 3].Находят коэффициент пересчета для ВЛЭП по формуле (1.1.6):
Находят КОБ110. Для определения капиталовложений по сооружению подстанции 110 кВ необходимо выбрать силовой трансформатор (Т1 и Т2), выключатель (Q1, Q2, Q3 и Q4) и разъединитель (QS1 – QS8).
Так как на предприятии имеются потребители II категории, то устанавливают двухтрансформаторную подстанцию.
Мощность трансформаторов определяют по суточному графику нагрузки (рис. 6). Для этого рассчитывают среднеквадратичную мощность по формуле:
(2.9.10)Определяют мощность одного трансформатора:
(2.9.11)Выбирают трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла оборудованный системой регулирования напряжения ТРДН – 25000/110 [8] (Sном = 25 МВА; Uвн = 115 кВ; Uнн = 6,3/6,3; 6,3/10,5; 10,5/10,5 кВ; Pх = 25 кВт; Pк = 120 кВт; Uк = 10,5%; Iх = 0,65%) с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН) и производят проверку на эксплуатационную перегрузку.