Расчет электрических нагрузок цеха

 

     2.7. Определение потерь мощности  в трансформаторах

     Находим переменные потери для двухтрансформаторной подстанции:

                                                  

                                              (37) 

       

       

       

     

     Σ∆Р_т = 0,92 МВт

                                               

                                        (38) 

     

     

     

     

     Σ∆Q_т = 15,8 МВт 

     Определяем  постоянные потери мощности для двухтрансформаторной подстанции:

                                                 

                                         (39) 

     

     

     

     

     Σ∆Р_пост= 1

                                                 

                                       (40) 

     

     

     

     

     Σ∆Q_пост= 2,24

     Σ∆Q_кз= Σ∆Q_т + Σ∆Q_пост = 15,8+2,24=18,04 

     2.8. Баланс активных и реактивных  мощностей в системе

     Определим зарядные мощности линий:

                                                            

                                        (41) 

     1 вариант

        

     

     

     

     

     

     ΣQ_с=21,6 МВ∙Ар

     2 вариант

     

     

     

     

     

     ΣQ_с=20,7 МВ∙Ар

     Баланс  активной мощности

                                                ΣР_г=ΣР_i ∙ 0,9+ Σ∆Р_л+ Σ∆Р_т+Р_сн+Р_р                            (42)

     ΣР_i – мощность всех потребителей

     0,9 – коэффициент участия в максимальной  нагрузке

     Σ∆Р_л – суммарные потери в линиях

     Σ∆Р_т – суммарные потери в трансформаторе

     Р_сн – мощность, расходуемая на собственные нужды

     Р_р – мощность резервирования

     Σ∆Р_т= Σ∆Р_кз+ Σ∆Р_пост

     Р_сн - 10% от ΣР_i

     Р_р - 10% от ΣР_i

     1 вариант

     ΣР_г=196 ∙ 0,9+ 8,4+ 0,92+19,6+19,6 = 224,92  МВт  

     2 вариант

     ΣР_г=196 ∙ 0,9+ 5,6+ 0,92+19,6+19,6 = 222,12 МВт 

     Баланс  реактивной мощности

                                   ΣQ_г = ΣQ_i ∙ 0,95 + Σ∆Q_л + Σ∆Q_т - Σ∆Q_с                                (43)

     ΣQ_i – суммарная реактивная мощность всех потребителей

     ΣQ_i = P_i ∙ tgφ , где tgφ = 0,48

     0,95 – коэффициент одновременности  реактивных нагрузок

     Σ∆Q_л - суммарные потери в линиях

     Σ∆Q_т - суммарные потери в трансформаторе

     Σ∆Q_с – суммарные зарядные мощности линий

       Σ∆Q_т = Σ∆Q_кз+ Σ∆Q_пост                      

     ΣQ_г = ΣР_г ∙ tgφ, где tgφ = 0,625

     1 вариант

     ΣQ_г = 224,92 ∙ 0,625 = 140,5

     140,5 > 94,08 ∙ 0,95 + 24,2 + 20,28 – 21,6

     140,5 > 112,28

     Q генерируемая больше Q потребляемой примерно на 20%. Т.к. Q_г в проектируемой сети вырабатывается больше, чем потребляется, то компенсирующее устройство не требуется.

     2 вариант

     ΣQ_г = 222,12 ∙ 0,625 = 138,8

     138,8 > 94,08 ∙ 0,95 + 16,8 + 20,28 – 20,7

     138,8 > 106,44

     Q генерируемая больше Q потребляемой примерно на 23,3%. Т.к. Q_г в проектируемой сети вырабатывается больше, чем потребляется, то компенсирующее устройство не требуется. 
 
 

     2.9. Выбор схем подстанций

     1 вариант

     Для 1 потребителя Р1 выбираем транзитную схему 5Н (см. рис. 9) – это мостиковая схема с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий.

     Для 2 потребителя Р2 выбираем транзитную схему 5АН (см. рис. 10) – это мостиковая схема с выключателями в цепях  трансформаторов и ремонтной  перемычкой со стороны трансформаторов.

     Для 3 потребителя Р3 выбираем транзитную схему 5Н (см. рис. 9).

     Для 4 потребителя Р4 выбираем транзитную схему 5АН (см. рис. 10). 

     2 вариант

     Для 1 потребителя Р1 выбираем тупиковую  схему 3Н (см. рис. 11) – блок (линия-трансформатор) с выключателем.

     Для 2 потребителя выбираем транзитную схему 5АН (см. рис. 10) – мостиковая схема  с выключателями в цепях трансформаторов  и ремонтной перемычкой со стороны  трансформаторов.

     Для 3 потребителя Р3 выбираем транзитную схему 5Н (см. рис. 9).

     Для 4 потребителя Р4 выбираем тупиковую схему 3Н (см. рис. 11). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок  9

     Транзитная  схема 5Н 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 10

     Транзитная  схема 5АН 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 11

     Тупиковая схема 3Н 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.10. Технико-экономическое сравнение вариантов

       Экономическим критерием, по которому  определяют наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных затрат,

                                                       →min                                  (44)

       - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

      -единовременные капиталовложения  на сооружаемую сеть;

       - ежегодные эксплуатационные расходы (издержки).

     Определяем  капитальные вложения во все элементы электрической сети. Они будут складываться из стоимости линий электропередачи электрической сети, трансформаторов, ячеек с выключателями или с отделителями, постоянной части затрат на подстанции. Определяем стоимость линий. Проектируемые линии выбираем одноцепными на железобетонных опорах.

     1 вариант

     Капитальные вложения в линии

     _КлА1 = 950 тыс. руб./км ∙ 50 = 47500 тыс. руб.

     _КлВ1 = 950 тыс. руб./км ∙ 76= 72200 тыс. руб.

     К_лА4 = 1150 тыс. руб./км ∙ 57 = 65550 тыс. руб.

     К_л43 = 850 тыс. руб./км ∙ 83 = 70550 тыс. руб.

     К_л32 = 950 тыс. руб./км ∙ 30 = 28500 тыс. руб.

     К_л2В = 1650 тыс. руб./км ∙ 45 = 74250 тыс. руб.

     ΣК_л = 358550 тыс. руб. 

     Капитальные вложения в трансформаторы

     К_тр1 = 9000 тыс. руб. ∙ 2 = 18000 тыс. руб.

     К_тр2 = 9000 тыс. руб. ∙ 2 = 18000 тыс. руб.

     К_тр3 = 4300 тыс. руб. ∙ 2 = 8600 тыс. руб.

     К_тр4 = 4300 тыс. руб. ∙ 2 = 8600 тыс. руб.

     ΣК_тр = 53200 тыс. руб. 

     Определяем  стоимость ячеек с выключателями  и отделителями

     ΣК_РУ = 30000+30000+30000+30000=120000 тыс. руб. 

     Определяем  постоянную часть затрат

     ΣК_ПОСТ = 9000+9000+9000+9000=36000 тыс. руб. 

     Суммарные капитальные вложения в сооружение сети

     К = 3585500+53200+120000+36000=567750 тыс. руб. 

     Определяем  ежегодные эксплуатационные расходы (издержки). 

                                                                                              (45)

- полные годовые отчисления  на амортизацию и обслуживание  сети;

- стоимость потерянной за год электрической энергии.  

Находим отчисления па амортизацию и обслуживание линий

                                             

                                  (46)

     Р_а = 5%

     Р_р = 0,4%

     Р_о = 0,4%

     

     _{Находим отчисления на амортизацию  и обслуживание силового оборудования (трансформаторов, выключателей, отделителей).}

                                  

                   (47)

     Р_а = 5%

     Р_р = 3%

     Р_о = 2,9% 

     

     Полные  годовые отчисления на амортизацию  и обслуживание сети:

                                                               

                                                        (48)