Данные автоматов радиальной схемы электроснабжения

№ РП	Ip,РП, А	Тип ав- томата	Iном.А, А	Iном.Р, А	Iдоп, А	Fном, мм2	L м
	24,35	ВА51-25					15,00
	70,13	ВА51-31					24,20
	40,21	ВА51-31					18,80
	53,30	ВА51-31		31,5			23,00
	26,95	ВА51-25					8,80
	33,75	ВА51-31		31,5			18,00
	29,44	ВА51-25					8,80
	76,92	ВА51-31					27,00
	39,27	ВА51-31		31,5			21,00

 

Результаты автоматизированного расчета выбора АВ приведены на с.43.

 

 

1.5 Выбор оптимальной схемы электроснабжения на обосновании технико-экономических расчетов

Исходные данные

При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия (цеха) выбирают наиболее целесообразный вариант схемы на основе всестороннего анализа технических и экономических показателей. Основными экономическими показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные эксплуатационные (текущие) расходы. Наиболее экономичный вариант электроустановки требует наименьшего значения полных приведенных затрат (укрупненные показатели) (З, руб/год)

З = Е * К + С_о * ΔР_м , (1.5.1)

где Е (1/год) – коэффициент отчисления от капиталовложений (нормативный коэффициент эффективности, отчисления на амортизацию, отчисления на текущий ремонт Е = Е_н +Е_а+ Е_т.р) :

· Е = 0,152 1/год –кабельные линии, проложенные в помещении, напряжением до 10 кВ включительно ;

· Е = 0,193 1/год –силовое электротехническое оборудование, РУ и подстанции;

К (руб) – единовременные капиталовложения с учетом монтажа;

С_о (руб/кВт*год) – удельная стоимость потерь (стоимость 1 кВт максимальных активных нагрузочных потерь).

где α и β – ставки тарифа на электроэнергию (тариф двухставочный), /4/:

Т_м = 2000 ч/год – число часов использования максимума нагрузки, (с.80/6/);

τ _м = 920 ч/год – число часов использования максимума потерь, (с.80/6/);

ΔР_м (кВт) – максимальные потери активной мощности в линиях, таблица 1.5.7.

(1.5.3)

В курсовом проекте следует учесть кабели к РП (таблица 1.5.1), электрооборудование РП и ШРА при питании ЭП и электрооборудование на РУ - 0,4 кВ, для питания самого РП и ШРА (таблица 1.5.2), шинопроводы (таблица 1.5.3). Справочные данные для ТЭР взяты из литературы /4/.

 

Таблица 1.5.1

Монтаж силовых кабелей напряжением до 1 кВ (по полкам)

Сечение кабеля, мм2	Уд. затраты на монтаж, руб./100м	Уд. стоимость материалов(ААШвУ), руб./100м
	39,5
	39,5
	39,5
	39,5
	39,5
	39,5
	54,3
	54,3
	54,3
	58,5
	58,5
	66,7
	66,7

 

 

Таблица 1.5.2

Электрооборудование при питании РП, ШРА

Мощность ЭП, кВт, до	Затраты на монтаж, Руб /1 ЭП	Цены на электро- оборудование, руб/1 ЭП
	14,6
	29,6
	42,6
	80,6
	80,6
	90,6
	111,6

Таблица 1.5.3

Шинопроводы закрытые распределительные

ШРА на ток, А	Уд.затраты на монтаж, руб/100м	Уд.стоимость материалов, руб/100м

 

 

Технико-экономический расчет радиальной схемы

Таблица 1.5.4

Монтаж силовых кабелей напряжением до 1 кВ (по полкам)

№ РП	Сечение кабеля, мм2	Длина кабеля, м	Затраты на монтаж, руб.	Стоимость материалов (ААШвУ), руб.
		15,00	5,93	9,45
		24,20	9,68	15,44
		18,80	9,09	14,50
		23,00	7,31	11,66
		8,80	2,37	3,78
		18,00	7,11	11,34
		8,80	3,56	5,67
		27,00	11,06	23,80
		21,00	8,30	13,23
Итого	-	-	64,41	108,87

 

Таблица 1.5.5

Монтаж электрооборудования на РУ-0,4 кВ для питания РП

№ РП	Количество ЭП, Присоединенных к РП	Расчетная мощность РП РР, кВт	Затраты на монтаж, руб.	Цены на электрооборудование руб.
		6,9
			177,6
		15,6	131,4
		22,8	325,6
		8,9
		10,7
		11,8	43,8
		16,8
Итого			1358,4

 

Таблица 1.5.6

Монтаж электрооборудования РП для питания ЭП

№ РП	Кол ЭП	Мощность ЭП, кВт	Затраты на монтаж, руб.	Цены на электрооборудование, руб.
		0,6+4,5+0,6+2*1,2	14*5=70	46*5=230
		10+1,2+1+4,5+2*10	14*6=84	46*6=276
		2,8+2,8+1,5+1,6+1,7+1,7+2,8+10+1,5	14*9=126	46*9=414
		2+2*0,6+2*2,8+2,8+2,8+2*10+2*1	14*11=154	46*11=506
		1+3,4+4,5	14*3=42	46*3=138
		1+3*1,7+4,5+3*1+3,4+2,8	14*10=140	46*10=460
		2,8+2*4,5	14*3=42	46*3=138
		1,7+2*7+7+6,25+1,7+2*10+1,7+2,8	14*10=140	46*10=460
		7,8+2*1,7+1,7+2*0,6+3*4,5	14*9=126	46*9=414
Итого	-	-

 

 

Таблица 1.5.7

Определение максимальных потерь активной мощности в линиях

№ РП	Ip РП, А	F, мм2	L, км	Rуд, Ом/км	R, Ом	ΔРм, кВт
	24,35		15,00	3,12	0,04680	0,00342
	70,13		24,20	3,12	0,07644	1,12774
	40,21		18,80	3,12	0,07176	0,34807
	53,30		23,00	3,12	0,05772	0,49193
	26,95		8,80	3,12	0,01872	0,04078
	33,75		18,00	3,12	0,05616	0,19191
	29,44		8,80	3,12	0,02808	0,07302
	76,92		27,00	1,25	0,0350	0,62125
	39,27		21,00	3,12	0,6552	3,03122
Итого	-	-	-	-	-	5,92934

 

Так как все цены устарели, то для того, чтобы найти величину затрат для нашего времени, необходимо полученный результат умножить на поправочный коэффициент с учетом инфляции к=75.

По формуле (1.5.1) определяем годовые затраты для радиальной схемы электроснабжения:

З = Е_кл · К_кл +Е_рп·К_рп + С_о · ΔР_м = 0,152·(64,41+108,87)·70+0,193· ·(1358,47+3036+924+3036) · 70+1705,68 · 5,92934 = 124826,126 руб/год.

 

1.6 Компенсация реактивной мощности

Расчетная схема

Расчет компенсации реактивной мощности производится для схемы показанной на рисунке 1.6.1.

 

Рисунок 1.6.1

Источниками реактивной мощности являются: энергосистема (С), высоковольтные синхронные двигатели (СД), батареи конденсаторов (БК).

 

Исходные данные

Исходными данными для данной программы являются:

а) расчетная активная нагрузка 0,4 кВ (P_p, кВт)

Р_р = Р_{с, Т2} + Р_с.о = 40,456 + 45,144 = 85,60 кВт,

где Р_с – средняя активная нагрузка на один наиболее загруженный цеховый трансформатор Т2;

Р_с.о – средняя активная нагрузка освещения, Р_с.о = 45,144 кВт, с. 10.

б) расчетная реактивная нагрузка 0,4 кВ (Q_p, квар)

Q_p = Q_{c, T2} + Q_c.o = 55,367 + 0 = 55,367 квар,

где Q_c –средняя реактивная нагрузка на один наиболее загруженный цеховый трансформатор;

Q_c.o – средняя реактивная нагрузка освещения, Q_c.o = 0 квар, с. 10

в) S_ном.т = 250 кВА – номинальная мощность цехового трансформатора 10/0,4 кВ;

г) максимальный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме k_з.т = 0,7 (для однотрансформаторной подстанции), /5/;

д) высшее напряжение подстанции питающей сеть 10 кВ U_ном.вн = 110 кВ

е) режим работы – односменный:

1) Т_м = 2000 ч/год – число часов использования максимума нагрузки,

2) τ_м = 920 ч/год – число часов использования максимума потерь,/ 6 /;

ж) тариф на электроэнергию – двухставочный:

1) плата за 1 кВт*ч электроэнергии β = 0,588 руб/кВт·ч (для Чувашэнерго),/4/

2) плата за 1 кВт максимальной нагрузки α = 211 руб/кВт·мес (для Чувашэнерго), /4/;

з) удельная стоимость конденсаторов 0,38 кВ k_у = 400 руб/квар;

и) номер группы энергосистемы N_ЭС = 4 (Чувашэнерго),/4/;

к) высоковольтные СД:

1) номинальное напряжение СД U_ном.СД = 10 кВ;

2) количество групп однотипных СД k_гр = 1;

3) количество однотипных СД в данной группе N_СД =1;

4) номинальная активная мощность одного СД Р_ном.СД = 800 кВт;

Коэффициент загрузки по активной мощности k_загр = 0,83. Автоматизированный расчет компенсации реактивной мощности производится с помощью программы KRM (PRES1). Результаты расчета приведены в распечатке на с. 37.

 

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 85.6 кВт, Qp = 55.4 квар

Номинальная мощность трансформаторов 10/0.4 кВ Sт = 250 кВ*А

Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70

Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 10 кВ = 110 кВ

Режим работы - односменный

Число часов использования максимума нагрузки Тм = 2000 ч/год

Число часов использования максимума потерь tм = 920 ч/год

Тариф на электроэнергию - двухставочный

Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 211.00 руб/кВт*мес

Плата за 1 кВт*ч электроэнергии = 0.59 руб/кВт*ч

Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ = 400.00 руб/квар

Номер группы энергосистемы = 4

Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9

Высоковольтные синхронные двигатели 10 кВ

Номер Колич. Рном Qном D1 D2 Кзагр.

кВт квар кВт кВт

1 1 800 408 2.79 4.06 0.83

 

РАСЧЕТЫ

 

Удельная стоимость потерь Со = 1.71 т.руб/кВт*год

Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк = 88.02 т.руб/Мвар*год

Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)

11.66

Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)

41.60

Располагаемая реактивная мощность СД (квар)

520.6

Экономический коэффициент реактивной мощности

Tg(fi)э = 0.56

Экономическая реактивная мощность энергосистемы

Qэ = 47.9 квар

Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 152.6 квар

 

Этапы распределения Qp (квар) между источниками :

Этап СД1 C БК

1 521 0 0

2 55 0 0

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

Реактивная мощность источников (квар)

Синхронные двигатели

55.4

Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ

0.0 0.0

Итого : 55.4

 

 

1.7 Выбор электрических аппаратов. Расчетно-монтажная таблица